求核アシル置換反応の反応性が最も低いのはどれか 111回薬剤師国家試験問102の解説
111回薬剤師国家試験 問102
求核アシル置換反応の反応性が最も低いのはどれか。
１つ選びなさい。
111回薬剤師国家試験 問102 解答解説
求核アシル置換反応の反応性が最も低いのは、
選択肢4です。
カルボン酸誘導体の求核アシル置換反応の反応性に関する問題です。
カルボン酸誘導体の求核アシル置換反応の反応機構、および反応性については
下記のリンク先のページで解説していますので、
参考にしてみてください。
以下で本問について詳しく解説します。
カルボン酸誘導体の種類間の求核アシル置換反応の反応性について、
反応性の高いものから、
酸塩化物＞酸無水物＞エステル＞アミド
と並びます。
選択肢のカルボン酸誘導体を種類ごとに分けると
下記のようになります。
これより、
選択肢5の酸塩化物の反応性が最も高く、
次いで選択肢2の酸無水物の反応性が高いと考えられます。
次にエステルに分類される選択肢1，3，5の反応性を比較します。
カルボン酸誘導体の求核アシル置換反応の反応性は、
主として、
・カルボニル炭素の求電子性
・脱離基が脱離した後に生成するイオン・分子の安定性
によって決まります。
脱離するイオン・分子の安定性が高いほど、
脱離基が外れやすく、
求核アシル置換反応の反応性は高くなります。
選択肢1
選択肢1はエステルですが、
「O-アシルイソ尿素」とも言われる化合物です。
選択肢1で求核アシル置換反応が起こると、
C6H11NH?CO?NHC6H11
の尿素誘導体が脱離します。
脱離する尿素誘導体は、
カルボニル基と2つの窒素原子の間で電子が非局在化し、
共鳴によって安定化されています。
よって、O-アシルイソ尿素は、
通常のエステルに比べ、
脱離基が外れやすいため、反応性が高く、
活性エステルと呼ばれます。
選択肢3
選択肢3はプロピオン酸フェニルです。
プロピオン酸フェニルで求核アシル置換反応が起こると、
フェノキシドイオン C6H5O−
が脱離します。
フェノキシドイオンは負電荷が芳香環に非局在化するため、
共鳴安定化します。
選択肢4
選択肢4はプロピオン酸エチルです。
プロピオン酸エチルで求核アシル置換反応が起こった場合、
エトキシドイオン CH3CH2O−
が脱離することになります。
エトキシドイオンは強い塩基であり、
共鳴安定化も受けませんので、非常に不安定です。
よって、プロピオン酸エチルは、
脱離基が外れにくいため、反応性が低いです。
以上より、
求核アシル置換反応の反応性が最も低いのは
選択肢4のプロピオン酸エチルだと考えられます。