1,3-双極子のソースを表示

{| class="toccolours skin-invert-image" border="1" style="float: right; clear: right; margin: 0 0 1em 1em; border-collapse: collapse;"
| align="center" | [[ファイル:Azide-2D.png|100px]]<br /><br />[[ファイル:Nitrone.png|120px]]<br /><br />[[ファイル:Nitro-group-2D.png|100px]]
|-
| 上から<br /> アジド、ニトロン、ニトロ化合物
|-
|}
'''1,3-双極子'''（いちさんそうきょくし、{{lang-en-short|1,3-dipole}}）は、
{{Indent|<math>\rm \ddot{X}-Y=Z \leftrightarrow X^+=Y-\ddot{Z}^-</math>}}
という形式の[[共鳴理論|共鳴混成体]]で表される構造を持ち、電気的に中性な[[化合物]]のことである<ref>{{cite book
|title=Advanced Organic Chemistry
|chapter=Part A: Structure and mechanisms
|author=Francis A. Carey, Richard J. Sundberg 
|edition=5, illustrated 
|publisher=Springer
|year=2007 
|page=874
|isbn=9780387448978 
}}</ref><ref>{{GoldBookRef|title=dipolar compounds|file=D01753}}</ref>。右の[[化学式#構造式|構造式]]のように1位（原子X）が正電荷、3位（原子Z）が負電荷を帯びた[[共鳴理論|共鳴構造]]の寄与があるため1,3-[[電気双極子|双極子]]と呼ばれる。

具体的には以下のような化合物が挙げられる。

[[ファイル:Carbonyl oxide-resonance.svg|class=skin-invert-image|thumb|カルボニルオキシド]]
{| class="wikitable"
|-
! 名称 !! 構造
|-align=center
|[[アジ化物|アジド]]
|<math>\rm N^-=N^+=NR \leftrightarrow N \equiv N^+-N^-R</math>
|-align=center
|[[ニトロ化合物]]
|
|-align=center
|[[ジアゾ化合物]]
|<math>\rm R_2C^--N^+ \equiv N \leftrightarrow R_2C=N^+=N^-</math>
|-align=center
|[[オゾン]]
|<math>\rm O^--O^+=O \leftrightarrow O=O^+-O^-</math>
|-align=center
|colspan="2"| [[酸化物]]
|-align=center
|アゾキシド化合物
|
|-align=center
|カルボニルオキシド（[[オゾン分解|クリーゲー双性イオン]]）<ref>{{cite web|url=https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/ozonolysis-criegee-mechanism.shtm|title= Ozonolysis mechanism |publisher= Organic Chemistry Portal|accessdate=2012-01-29}}</ref><ref>{{cite book|author=Li, Jie Jack|url=http://www.springerlink.com/content/p723n6134737nh33/ |chapter=Criegee mechanism of ozonolysis|title= Name Reactions|year= 2006|pages= 173-174|doi=10.1007/3-540-30031-7_77}}</ref>
|
|-align=center
|ニトリルオキシド
|<math>\rm O^--N^+ \equiv CR \leftrightarrow O=N^+=C^-R</math>
|-align=center
|[[亜酸化窒素]]
|
|-align=center
|ニトロン
|<math>\rm O^--N^+R=CR_2 \leftrightarrow O=N^+R-C^-R_2</math>
|-align=center
|colspan="2"| [[イミン]]誘導体
|-align=center
|アゾメチンイミン
|<math>\rm RN^--N^+R=CR_2 \leftrightarrow RN=N^+R-C^-R_2</math>
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|{{仮リンク|ニトリルイミン|en|Nitrilimine}}
|
|-align=center
|カルボニルイミン
|
|-align=center
|colspan="2"| [[イリド]]
|-align=center
|アゾメチン[[イリド]]
|<math>\rm R_2C^--N^+R=CR_2 \leftrightarrow R_2C=N^+R-C^-R_2</math>
|-align=center
|ニトリルイリド
|<math>\rm R_2C^--N^+ \equiv CR \leftrightarrow R_2C=N^+=C^-R</math>
|-align=center
|カルボニルイリド
|
|}
== 1,3-双極子付加反応 ==
{{See also|en:1,3-Dipolar cycloaddition}}
1,3-双極子は[[化学結合#概要|二重結合]]に対して原子 X と原子 Z を反応点とした[[付加反応]]を行い、5員環の環状化合物を生成する。これを '''1,3-双極子付加反応''' (1,3-dipolar addition) という。[[元素|ヘテロ]]5員環化合物を合成するのに重要な反応である。

この反応は [4π+2π]-[[環化付加反応]]の一種であり、協奏的に2つの結合が生成する。そのため、同じ [4π+2π]-環化付加反応の一種である[[ディールス・アルダー反応]]と同様にシス型の[[立体特異性]]を示す。反応相手の二重結合を持つ化合物を、ディールス・アルダー反応のジエノフィル（親ジエン体）にならって'''ダイポーラロフィル'''（dipolarophile、親双極子）という。

付加の方向の[[位置選択性]]は[[フロンティア軌道理論]]によって説明される通り、1,3-双極子とダイポーラロフィルのフロンティア軌道の密度が最大となる位置同士で結合が生成する。ディールス・アルダー反応では通常はジエンの[[フロンティア軌道理論|最高被占軌道]] (HOMO) とジエノフィルの[[フロンティア軌道理論|最低空軌道]] (LUMO) とが[[相互作用]]するのに対し、1,3-双極子付加反応では決まっておらず 1,3-双極子とダイポーラロフィルの組み合わせによって異なる。エネルギー差の小さい方の HOMO-LUMO の組み合わせで相互作用が起こり、それによって位置選択性が決定される。

== 脚注 ==
{{reflist}}

[[Category:有機化学|1,3-そうきょくし]]