ポスト結合型超共役と共役の重要な違いは、その結合形成にある。ポスト結合とは、ある原子の原子軌道から配位子の反結合π軌道に電子が移動することで、スーパー共役とはシグマ結合とπネットワークの相互作用、コンジュゲーションとはシグマ結合に沿ってπ軌道が重なり合うことである。

背面結合、超共役、共役を、化合物中のさまざまな化学結合の観点から議論することができる。3つの用語はいずれも、分子内の主要な共有結合に加え、電子軌道の重なりを表す。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. スーパーコンジュゲートとは 3. リボンドとは 4. コンジュゲートとは 5. 横並び比較-表形式での後スーパーコンジュゲートとコンジュゲート 6. 総まとめ

バックボンドは何ですか？

ポスト結合とは、原子の原子軌道から配位子上の反結合π軌道に電子を移動させることである。ここで、反結合軌道と原子軌道は、完全に重なり合うように適切な対称性を持っている必要がある。このような化学結合は、一酸化炭素、エチレンなどの多原子配位子を含む遷移金属を用いた有機金属化学では一般的である。

図01：背面貼り

超共役は何ですか？

超共役とは、σ-結合とπ-ネットワークとの相互作用のことで、σ-結合がπ-ネットワークに結合すると、超共役になる。この相互作用では、シグマ結合の電子は、隣接する部分的に（あるいは完全に）満たされたp軌道やπ軌道と相互作用する。この相互作用は、分子の安定性を向上させることを目的としています。

図02：超合理性

一般に、C-H σ-結合の結合電子が隣接する炭素原子のp またはπ軌道と重なったときに、超共役化が起こる。ここで、水素原子は陽子の形で存在する。炭素原子の負電荷は、pまたはπ軌道の重なりにより、ドメインから離脱する。

共役は何ですか？

共役項は、σ結合（シグマ結合）上のp軌道の重なりを記述する。化学では、シグマ結合は共有結合の一つである。通常、二重結合を持つ不飽和化合物は、σ結合とπ結合から構成されています。これらの化合物の炭素原子は、結合を形成する前にsp2混成を起こします。このとき、各炭素原子はハイブリッド化されていないp軌道を持つことになる。

図03：AC Piシステム

単結合（シグマ結合）と二重結合（シグマ結合とパイ結合）が交互に存在する化合物があれば、ハイブリッド化されていないp軌道同士が重なり合って電子雲を形成する。そして、このp軌道にある電子は、この電子雲の中で非局在化する。この非局在化した系は共役系と呼ばれ、このp軌道の重なりを共役系と呼ぶことができる。

バックボンドハイパーコンジュゲーションと共役の違い

化合物中の異なる化学結合を参照して、バックボンドリング、スーパーコンジュゲーション、コンジュゲーションという言葉を議論することができます。バックボンドとは、ある原子軌道から配位子上の反結合π軌道へ電子が移動することで、スーパーコンジュゲーションとはシグマとπネットワークの相互作用、コンジュゲーションとはシグマ結合に沿ってπ軌道が重なり合うことである。これが後方超共役と共役の決定的な違いである。

以下のインフォグラフィックでは、後方超合致と合致の違いをより詳しく説明しています。

概要 - バックボンドハイパーコンジュゲーション vs. 共役

結合後の超共役と共役の重要な違いは、結合後とは原子上の原子軌道から配位子上の反結合π軌道に電子が移動すること、超共役とはΣとπネットワークの相互作用、共役とはΣに沿ってπ軌道の結合が重なり合うことである。

引用

1 「パイバックボンディング」、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2020年7月5日