アラビノースのアルドヘキソースへの変換 96回薬剤師国家試験問15
第96回薬剤師国家試験 問15
D-アラビノースに反応 I～Ⅲを行い、アルドヘキソースAとBに変換した。これに関する記述の正誤を判定してみよう。
反応I D-アラビノースをHCNと反応させると、2種類のシアノヒドリンCとDが得られた。
反応Ⅱ CとDをそれぞれ対応するイミンEとFに変換した。
反応Ⅲ EとFをそれぞれ対応するアルドヘキソースAとBに変換した。
a 反応Iは置換反応である。
b 反応Ⅱは酸化反応である。
c 反応Ⅲは加水分解反応である。
d AはD-グルコースである。
第96回薬剤師国家試験 問15 解答解説
◆ aについて
反応I D-アラビノースをHCNと反応させると、2種類のシアノヒドリンCとDが得られた。
a × 反応Iは置換反応である。
→ 〇 反応Iは求核付加反応である。
反応Ⅰはアラビノースのアルデヒドを基質とする求核付加反応である。
アルデヒド・ケトンを基質とする求核付加反応については下記のリンク先を参照
アルデヒド,ケトンと求核試薬の反応 求核付加反応のまとめ
アルデヒド・ケトンにシアン化水素（HCN）を反応させると、
シアン化物イオン（NC：－）がカルボニル炭素に求核付加し、
結果として、シアノヒドリン（ －CH（OH）CN ）が生成する。
D-アラビノースにシアン化水素（HCN）を反応させると、シアン化物イオン（－：CN）がカルボニル炭素に求核付加するが、その炭素は新たに不斉中心となるので、結果として、下記のCとDのシアノヒドリン（ －CH（OH）CN ）が生成する。
◆ bについて
反応Ⅱ CとDをそれぞれ対応するイミンEとFに変換した。
b × 反応IIは酸化反応である。
→ 〇 反応IIは還元反応である。
反応ⅡではCとDのニトリル（C三N）をイミン（HC＝NH）へ変換している。
反応前後のシアノおよびイミンの炭素の電子密度について、反応により電気陰性度が相対的に小さい水素が結合し、電気陰性度が相対的に大きい窒素との結合が切れ、結果、炭素の電子密度が上昇している。よって、ニトリル（C三N）のイミン（HC＝NH）への変換は還元反応である。
★ 有機化学における酸化・還元
有機化学における酸化とは、ある原子（通常は炭素）の電子密度が低下する反応を指す。その原子よりも相対的に電気陰性度が大きい原子との結合が形成される場合は酸化であり、例として、炭素に酸素・窒素・ハロゲンが結合することは酸化である。また、その原子よりも電気陰性度が小さい原子との結合が切れる場合も酸化に該当し、炭素－水素の結合が切れることは酸化である。
有機化学における還元とは、ある原子（通常は炭素）の電子密度が上昇する反応を指す。その原子よりも相対的に電気陰性度が小さい原子との結合が形成される場合は還元であり、例として、炭素－水素の結合が形成されることは還元である。また、その原子よりも電気陰性度が大きい原子との結合が切れる場合も還元に該当し、炭素と酸素・窒素・ハロゲンとの結合が切れることは還元である。
◆ cについて
反応Ⅲ EとFをそれぞれ対応するアルドヘキソースAとBに変換した。
c ○ 反応Ⅲは加水分解反応である。
反応ⅢではEとFのイミンが加水分解され、アルデヒドが生成している。
◆ dについて
d ○ AはD-グルコースである。
