(10) 反応機構 その7: カルボニル基での置換反応
カルボニル基での置換反応において、ぐるっと回る矢印を描きたいことがあります。
そのような矢印は例えば以下のように書けます。
なお本稿の全て例で \setchemfig{atom sep=2em} としています。
\schemestart
\chemfig{H@{OH}O^\ominus}
\+
\chemfig{@{C}(-[:-150]R)(=[@{db}:90]@{O}O)-[@{sb}:-30]@{X}X}
%
\chemmove{
\draw[red]([shift=(-75:4mm)]O) arc (-75:255:4mm);
%
\draw[shorten <=2pt, shorten >=4pt] (OH.45) .. controls +(60:10mm) and +(150:5mm) .. (C);
\draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt] (sb) .. controls +(-120:3mm) and +(-145:5mm) .. (X);
}
\schemestop
ここで重要なのは \chemmove 内の
\draw[red]([shift=(-75:4mm)]O) arc (-75:255:4mm);
の部分です。
後半の arc (-75:255:4mm) は、$-75\degree$ から $255\degree$ へ 半径 4 mm の円弧を描くという意味になります。
前半の ([shift=(-75:4mm)]O) は (O) とオプション [shift=(-75:4mm)] から構成されていて、
(O) は O の位置から 開始する (中心ではない) という意味です。
あえてオプションを削除してコンパイルしてみると、次のようになります。
円弧 (の $-75\degree$ の位置) が O の位置から始まっていて、その結果円弧全体がやや左にずれていることが分かると思います。
この円弧の開始位置を、O から見て半径 4 mm の円の $-75\degree$ の位置にシフトするのが [shift=(-75:4mm)] の部分です。
もしさらに全体をずらしたい場合は、
\chemmove{
\draw[red]([shift=(-75:4mm)]O)+(0pt,-4pt) arc (-75:255:4mm);
%
% 以下二行は最初の例と同じ
\draw[shorten <=2pt, shorten >=4pt] (OH.45) .. controls +(60:10mm) and +(150:5mm) .. (C);
\draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt] (sb) .. controls +(-120:3mm) and +(-145:5mm) .. (X);
}などのように書き換えることができます。この場合は円弧の描画開始位置を (0pt,-4pt)、つまり下に 4 pt ずらしています。
もし円ではなく楕円を使いたい、という場合は以下のように書くことができます。
\chemmove{
\draw[red] (O) ++({3mm*cos(-75)},{5mm*sin(-75)}) ++(0mm,2mm)
arc [start angle=-75, end angle=255, x radius=3mm, y radius=5mm];
%
% 以下二行は最初の例と同じ
\draw[shorten <=2pt, shorten >=4pt] (OH.45) .. controls +(60:10mm) and +(150:5mm) .. (C);
\draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt] (sb) .. controls +(-120:3mm) and +(-145:5mm) .. (X);
}
ここでは、$-75\degree$ から $255\degree$ への短半径 (水平方向)、長半径 (垂直方向) がそれぞれ 3 mm 及び 5 mm
であるような弧を描きます。
円の場合と同様に開始位置を調節する必要があり、ここでは ++({3mm*cos(-75)},{5mm*sin(-75)}) としています。
この例ではさらに垂直方向に 2 mm ずらすために ++(0mm,2mm) も書いていますが、不要なら削除して構いません。
上では分かりやすくするために短半径、長半径、垂直方向のシフトとして少し極端な値を使用しましたが、 この例だと実際には以下くらいが良いように思います。
\chemmove{
\draw[red] (O) ++({3.5mm*cos(-75)},{4mm*sin(-75)}) ++(0mm,-0.5mm)
arc [start angle=-75, end angle=255, x radius=3.5mm, y radius=4mm];
%
% 以下二行は最初の例と同じ
\draw[shorten <=2pt, shorten >=4pt] (OH.45) .. controls +(60:10mm) and +(150:5mm) .. (C);
\draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt] (sb) .. controls +(-120:3mm) and +(-145:5mm) .. (X);
}
=O が垂直/水平ではない場合は、rotate オプションを使うと良いでしょう。
\schemestart
\chemfig{H@{OH}O^\ominus}
\+
\chemfig{@{C}(-[:-150]R)(=[@{db}:-30]@{O}O)-[@{sb}:90]@{X}X}
%
\chemmove{
\draw[red, rotate=-120] (O) ++({3.5mm*cos(-75)},{4mm*sin(-75)}) ++(0mm,-0.5mm)
arc [start angle=-75, end angle=255, x radius=3.5mm, y radius=4mm];
%
\draw[shorten <=2pt, shorten >=4pt] (OH.45) .. controls +(60:10mm) and +(150:5mm) .. (C);
\draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt] (sb) .. controls +(0:5mm) and +(0:5mm) .. (X);
}
\schemestop
この矢印は「ウォーレン 有機化学」1では双頭の巻矢印として描かれています。 そのように描きたい場合は、
\chemmove{
\draw[red, CF-CF, shorten >=1pt, shorten <=2pt]
(db) .. controls +(0:5mm) and +(0:5mm) .. (O);
%
% 以下二行は最初の例と同じ
\draw[shorten <=2pt, shorten >=4pt] (OH.45) .. controls +(60:10mm) and +(150:5mm) .. (C);
\draw[shorten <=2pt, shorten >=2pt] (sb) .. controls +(-120:3mm) and +(-145:5mm) .. (X);
}などとできます。
CF-CF は <-> の別バージョンで、矢尻として CF (chemfig) を使用します。
どうでも良い話なのですが、なぜこの本は第一著者 (Clayden) ではなく「ウォーレン」なんでしょうか? 実際海外だと Clayden の名前で呼ばれることの方が一般的な気がします。