ホモサイクリック化合物とヘテロサイクリック化合物の違いとは?分かりやすく解説!

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重要分野

ゲノミクス。

ヒトゲノムプロジェクトなどのゲノム解読プロジェクトは、ゲノミクスの重要な分野です。

プロテオミクス。

SWISS-2DPAGEなどのプロテオームデータベースの開発、コンピューター支援薬物設計のためのソフトウェア開発などが重要な分野です。

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ホモサイクリックコンパウンドとは?

同族環化合物とは、同じ元素の原子を環員として持つ環状化合物のことである

有機化学では、炭素原子のみからなる化合物を「同族環化合物」と呼ぶ。

炭素環式化合物、炭素環式化合物とも呼ばれる。

有機化合物である場合もあれば、無機化合物である場合もあります。

無機化合物は、環構造の中に炭素原子を含んでいない。

硫黄、ケイ素、リン、ホウ素など、さまざまな元素を含んでいる。

同族環化合物に存在する原子の数は、3からそれ以上までさまざまです。

一般的な炭素環には、シクロアルカン(環またはループを持つ通常のアルカン)とシクロアルケン(炭素原子の閉じた環を含むアルケン炭化水素の一種)があります

次の図は、最初の4つのシクロアルカンを示しています。

これらの化合物は、炭素原子同士がシグマ結合(単結合)で結合しており、すべての炭素原子がsp3混成して環を形成している。

シクロアルケンは、炭素原子がsp2混成しており、単結合と二重結合(CとHの間の単結合も含む)を1つずつ持って互いに結合している。

代表的なシクロアルケンはベンゼンです。

図1:シクロアルケンは炭素環である

無機化学では、硫黄、ケイ素、リンなどの元素は、同族環状化合物であるいくつかの一般的な環状化合物を形成する。

例えば、ドデカ硫黄は硫黄原子だけが環構造を形成している。

複素環式化合物とは?

複素環化合物とは、炭素原子を含む異なる元素の原子を環員として持つ環状化合物のことである

構成員として少なくとも2種類の元素が存在し、環を形成する原子が3個以上であることが必要である

有機複素環化合物では、炭素原子の代わりに酸素、窒素、硫黄などの元素が環構造で存在する。

しかし、ハロゲンは環の中に存在することができない。

これは、原子が環構造に参加するためには、少なくとも2つの結合を形成する必要があるが、ハロゲンは単結合しか形成できないからである

図2: 酸素、硫黄、窒素などの他の元素を含む複素環式有機化合物

これらの化合物は、他の元素の原子を炭素原子で置き換えた場合、シクロアルカンまたはシクロアルカンに類似している。

ホモサイクリック化合物とヘテロサイクリック化合物の類似点

  • どちらも環状構造です。
  • どちらも環状に並んだ原子を含む。

ホモサイクリック化合物とヘテロサイクリック化合物の違い

定義

原子の種類

組成

ホモ環状化合物。

同一元素の原子が互いに結合して環を形成している化合物。

複素環式化合物。

少なくとも 2 種類の異なる元素の原子が結合して環を形成しているもの。

定義

ホモサイクリック化合物。

同じ元素の原子を環状に持つ化合物。

複素環式化合物。

炭素原子を含む異なる元素の原子を環員として持つ環状化合物。

原子の種類

H

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