2006年10月20日
ひまわり分子・サルフラワー
２種類の元素だけを組み合わせて、最も多くの種類の化合物を作れるのは何と何か――。もちろんこの答えは明らかで、炭素と水素の組み合わせが圧倒的トップです。C20H42のイコサンの異性体だけを数えても36万種類あるといいますから、考えられる炭化水素の種類は事実上無限とみなしてもよいでしょう。
これは別格として、他の元素の組み合わせではどうか。例えば窒素と酸素では５種類の化合物が知られています（全部言えますか？）。では炭素と酸素では――。普通に思いつくのは一酸化炭素（CO）と二酸化炭素（CO2）ですが、亜酸化炭素（C3O2,O=C=C=C=O）やメリト酸無水物（C12O9）という化合物も存在しています。最近になってフラーレンの酸化物（C60O,C70O）などといった化合物も報告されていますので、酸化炭素の種類はこれからも増えていく可能性があります。
（メリト酸無水物）
理屈の上では炭素と酸素だけの組み合わせでももっとたくさんの種類の分子を作り出すことが可能なはずですが、不安定であったり合成が難しかったりで、実際に知られているのは上に挙げた数種類でしかないようです（他にご存知の方はご一報を）。
炭素と、酸素の親戚筋に当たる硫黄の組み合わせではどうか。実はこれも数種類の分子が知られているのですが、最近この「硫化炭素」の一族に新顔が加わりました。C16S8という分子式を持つ、「サルフラワー（sulflower）」と名付けられた化合物がそれです。ご覧の通り全ての原子が平面上に乗った、花の形をした極めて美しい分子です。「sulflower」の名前は、もちろん「sulfur（硫黄）」と「sunflower（ひまわり）」を組み合わせた造語です（論文にはゴッホの「ひまわり」の絵が引用されています。Angew.Chem. Int. Ed., Early view）
ベンゼンがn個環状につながった分子を[n]サーキュレンと呼びますが、この「サルフラワー」はチオフェンバージョンの[8]サーキュレンであるわけです。こうした硫黄を多く含む分子は電子豊富で様々な面白い電気的性質を示すものがありますので、サルフラワーやその類縁体も性質の研究に期待が持たれるところです。
それにしてもたった元素２種類だけでもこの奥の深さです。この元素との組み合わせではどんな分子が作れるか、そしてそれは合成可能か。案外こうした頭の体操のようなものの中から、新しいケミストリーというのは生まれてくるのかも知れません。
これは別格として、他の元素の組み合わせではどうか。例えば窒素と酸素では５種類の化合物が知られています（全部言えますか？）。では炭素と酸素では――。普通に思いつくのは一酸化炭素（CO）と二酸化炭素（CO2）ですが、亜酸化炭素（C3O2,O=C=C=C=O）やメリト酸無水物（C12O9）という化合物も存在しています。最近になってフラーレンの酸化物（C60O,C70O）などといった化合物も報告されていますので、酸化炭素の種類はこれからも増えていく可能性があります。
（メリト酸無水物）
理屈の上では炭素と酸素だけの組み合わせでももっとたくさんの種類の分子を作り出すことが可能なはずですが、不安定であったり合成が難しかったりで、実際に知られているのは上に挙げた数種類でしかないようです（他にご存知の方はご一報を）。
炭素と、酸素の親戚筋に当たる硫黄の組み合わせではどうか。実はこれも数種類の分子が知られているのですが、最近この「硫化炭素」の一族に新顔が加わりました。C16S8という分子式を持つ、「サルフラワー（sulflower）」と名付けられた化合物がそれです。ご覧の通り全ての原子が平面上に乗った、花の形をした極めて美しい分子です。「sulflower」の名前は、もちろん「sulfur（硫黄）」と「sunflower（ひまわり）」を組み合わせた造語です（論文にはゴッホの「ひまわり」の絵が引用されています。Angew.Chem. Int. Ed., Early view）
ベンゼンがn個環状につながった分子を[n]サーキュレンと呼びますが、この「サルフラワー」はチオフェンバージョンの[8]サーキュレンであるわけです。こうした硫黄を多く含む分子は電子豊富で様々な面白い電気的性質を示すものがありますので、サルフラワーやその類縁体も性質の研究に期待が持たれるところです。
それにしてもたった元素２種類だけでもこの奥の深さです。この元素との組み合わせではどんな分子が作れるか、そしてそれは合成可能か。案外こうした頭の体操のようなものの中から、新しいケミストリーというのは生まれてくるのかも知れません。
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この記事へのコメント
1. Posted by 通りすがりの高校生 2006年10月22日 19:59
初めまして。楽しく見せてもらってます。
有機化学は面白いですね。理論分野はあんまよくわからないですけど。
ところでsulflowerの画像の横
「ベンゼンがn個勘定につながった…」
「勘定」->「環状」の誤字でしょうか？
有機化学は面白いですね。理論分野はあんまよくわからないですけど。
ところでsulflowerの画像の横
「ベンゼンがn個勘定につながった…」
「勘定」->「環状」の誤字でしょうか？
2. Posted by toshi 2006年10月25日 13:36
いつも興味深く拝見させていただいてます。
ところで、
>窒素と酸素では５種類の化合物が知られています
亜酸化窒素
一酸化窒素
三酸化二窒素
二酸化窒素
四酸化二窒素
五酸化二窒素
でいいのでしょうか？
ところで、
>窒素と酸素では５種類の化合物が知られています
亜酸化窒素
一酸化窒素
三酸化二窒素
二酸化窒素
四酸化二窒素
五酸化二窒素
でいいのでしょうか？
3. Posted by たていと 2006年10月25日 21:06
ところで、「サルフラワー」は、硫黄原子が黄色で表されるからですよね。
窒素が青、酸素が赤って、当たり前に使っているけど、誰が決めたのだろうか。
窒素が青、酸素が赤って、当たり前に使っているけど、誰が決めたのだろうか。
4. Posted by さとう 2006年10月25日 22:15
＞ 通りすがりの高校生さん
おっしゃる通りです。訂正しておきました。
まあ理論化学を普通にこなす高校生がいたら、我々は立場ないですよ。
＞toshiさん
それで正解……のはずです。いわゆるNOxってやつですね。
＞たていとさん
手元の本によりますと、1865年にAugust Hofmannがその色を使ったのが最初の記録だそうです。Hofmann分解、Hofmann転位の発見者です。
まあフランスでは水素が赤、酸素が水色、窒素が濃い青だったりするそうなので、万国共通というものでもないようです。筆者が愛用しているMOL-TALOUのセットでは炭素が紺、窒素が緑、酸素が赤、水素が黄緑です。
おっしゃる通りです。訂正しておきました。
まあ理論化学を普通にこなす高校生がいたら、我々は立場ないですよ。
＞toshiさん
それで正解……のはずです。いわゆるNOxってやつですね。
＞たていとさん
手元の本によりますと、1865年にAugust Hofmannがその色を使ったのが最初の記録だそうです。Hofmann分解、Hofmann転位の発見者です。
まあフランスでは水素が赤、酸素が水色、窒素が濃い青だったりするそうなので、万国共通というものでもないようです。筆者が愛用しているMOL-TALOUのセットでは炭素が紺、窒素が緑、酸素が赤、水素が黄緑です。
5. Posted by ざくろは大丈夫なの? 2006年10月28日 19:05
ステロイドの話(2)について
『私は、１９９０年代から共同作業をしてきたコーネル大学ストラング癌予防センターのグループとともに、体内の天然ホルモンの中には、細胞増殖に劇的な影響を及ぼすものもあることを発見した。原子を同位体で置換して識別した物質を用いて、体内で物質が行き着く先まで追跡し、細胞増殖の測定を行うことで、ホルモンにも善玉と悪玉があることを突き止めたのだ。体内でエストロゲンが処理される時には、分子中にいくつかある場所のどこかに、酸素と水素の原子が１個ずつ結び付いたもの(ヒドロキシルラジカルと呼ばれる)が挿入される。このヒドロキシカルラジカルがどこに挿入されるかによって、その影響は善悪どちらにもなり得るのである。
『私は、１９９０年代から共同作業をしてきたコーネル大学ストラング癌予防センターのグループとともに、体内の天然ホルモンの中には、細胞増殖に劇的な影響を及ぼすものもあることを発見した。原子を同位体で置換して識別した物質を用いて、体内で物質が行き着く先まで追跡し、細胞増殖の測定を行うことで、ホルモンにも善玉と悪玉があることを突き止めたのだ。体内でエストロゲンが処理される時には、分子中にいくつかある場所のどこかに、酸素と水素の原子が１個ずつ結び付いたもの(ヒドロキシルラジカルと呼ばれる)が挿入される。このヒドロキシカルラジカルがどこに挿入されるかによって、その影響は善悪どちらにもなり得るのである。
6. Posted by ざくろは大丈夫なの? 2006年10月28日 19:06
「善玉エストロゲン」は2-ヒドロキシエストロンであり、細胞の自己修復を助け、癌の邪魔をする。反対に、悪玉エストロゲンは16-ヒドロキシエストロンで、乳房細胞の増殖を促進して、細胞修復能力を妨げる。また、4位の炭素にヒドロキシルラジカルが結びつく代謝物質、4-ヒドロキシエストロンも、発癌性が高いようだ。
7. Posted by ざくろは大丈夫なの? 2006年10月28日 19:06
善悪どちらのエストロゲンも、エストロゲン受容体と結合することができる―まるで、鍵が１種類とは限らない鍵穴のようだ―が、鍵を回す方向は違うらしい。エストロゲンの中には、常に細胞を監視してコントロール下に置いておくのに役立つ、よいホルモンを作る傾向のあるものもある。ブロッコリーに含まれるものなどがそうだ。
8. Posted by ざくろは大丈夫なの? 2006年10月28日 19:07
また、悪いホルモンを作って異常な増殖を促し、嵐にさらされた入り江の船のように、細胞を接着部(アンカー)から剥がしてしまう傾向を持つものもある。こちらは、DDTなどの殺虫剤やプラスチック類に含まれるものなどである。』
『煙が水のように流れるとき』デヴラ・ディヴィス著 ソニー・マガジンズ
ここに書くのは、場違いなのは重々承知しておりますが、お伝えする方法が思いつきませんでした。
すみません。
『煙が水のように流れるとき』デヴラ・ディヴィス著 ソニー・マガジンズ
ここに書くのは、場違いなのは重々承知しておりますが、お伝えする方法が思いつきませんでした。
すみません。
9. Posted by mint 2007年10月13日 20:10
＞実際に知られているのは上に挙げた数種類でしかないようです（他にご存知の方はご一報を）。
http://homepage1.nifty.com/nomenclator/text/glossary.htm
シクロブタンテトラオン (C4O4)というのもあるようです。
http://homepage1.nifty.com/nomenclator/text/glossary.htm
シクロブタンテトラオン (C4O4)というのもあるようです。
10. Posted by 小野孝男 2007年12月05日 20:17
窒素と酸素からなる化合物っていうと普通は窒素の酸化数が I〜V までなんでしょうけど, NO2 と N2O4 が平衡にあるのでこれを区別すると 6種類.
なお, N4O (アジ化ニトロシル: O-N-N-N-N) が合成されていますし, 非常に不安定なんですが NO3 という化学種も知られているそうです.
なお, N4O (アジ化ニトロシル: O-N-N-N-N) が合成されていますし, 非常に不安定なんですが NO3 という化学種も知られているそうです.
11. Posted by tag heuer replica 2011年01月07日 11:31
ここに書くのは、場違いなのは重々承知しておりますが、お伝えする方法が思いつきませんでした。
すみません。
12. Posted by Nike Air Jordan 7 2011年04月20日 12:45
なお, N4O (アジ化ニトロシル: O-N-N-N-N) が合成されていますし, 非常に不安定なんですが NO3 という化学種も知られているそうです.
