アミン 反応と平衡 薬学化学 98回薬剤師国家試験問105
第98回薬剤師国家試験 問105
アミンに関する記述の正誤を判定してみよう。
1 第一級アミンをケトンと反応させると、イミンが生成する。
2 第二級アミンを無水フタル酸と反応させると、フタルイミドが生成する。
3 第三級アミンを酸塩化物と反応させると、カルボン酸アミドが生成する。
4 エチルメチルアミンはＡとＢの平衡混合物として存在する。
第98回薬剤師国家試験 問105 解答解説
◆ 1について
1 ○ 第一級アミンをケトンと反応させると、イミンが生成する。
アルデヒド・ケトンに対し、酸触媒下で求核試薬としてアンモニアまたは一級アミンを反応させると、求核付加の後、脱水が起こってイミンが生成する。
なお、アルデヒド・ケトンに対し、酸触媒下で求核試薬として二級アミンを反応させると、求核付加の後、脱水が起こってエナミン（アルケン＋アミン）が生成する。
アンモニア・アミンは窒素が非共有電子対を有するので求核剤として反応する。
ただし、第3級アミンは窒素周りの立体障害が大きいので、求核試薬としてカルボニル（C=O）とは反応しない。
◆ 2について
2 × 第二級アミンを無水フタル酸と反応させると、フタルイミドが生成する。
→ 〇 アンモニアまたは第一級アミンを無水フタル酸と反応させると、フタルイミドが生成する。
カルボン酸誘導体（R1-CO-L）のカルボニル炭素に求核剤（Nu）が求核攻撃すると、求核アシル置換反応の結果、脱離基（L）と求核剤（Nu）が置換した化合物（R1-CO-Nu）が生成する。
カルボン酸誘導体（R1-CO-L）に求核試薬としてアンモニア・第1級・第2級アミン（NHR2R3）を反応させると、求核アシル置換反応の結果、R1-CO-Lにおいて脱離基（L）がアミン（NR2R3）に置換したアミド（R1-CO-NR2R3）が生成する。これをカルボン酸誘導体のアミノリシスと呼ぶ。
ただし、第3級アミンは窒素周りの立体障害が大きいことからカルボニル（C=O）とは反応しない。
無水フタル酸にアンモニアまたは1級アミンを反応させるとアミドを生成するが、さらにアミドの窒素とカルボキシル基が分子内で脱水縮合してイミドとなる。
無水フタル酸に第二級アミンを反応させるとアミドが生成する。
このアミドの窒素には水素がないので分子内脱水縮合が起こらず、イミドは生成しない。
なお、イミドとは、アミンまたはアンモニアに2つのカルボニルが置換した下記の構造を指す。
◆ 3について
3 × 第三級アミンを酸塩化物と反応させると、カルボン酸アミドが生成する。
第3級アミンは窒素周りの立体障害が大きいことからカルボニル炭素とは反応しない。
カルボン酸誘導体（R1-CO-L）に求核試薬としてアンモニア・第1級・第2級アミン（NHR2R3）を反応させると、求核アシル置換反応の結果、R1-CO-Lにおいて脱離基（L）がアミン（NR2R3）に置換したアミド（R1-CO-NR2R3）が生成する。これをカルボン酸誘導体のアミノリシスと呼ぶ。
◆ 4について
4 ○ エチルメチルアミンはＡとＢの平衡混合物として存在する。
非共有電子対を置換基とみなすと、窒素原子に非共有電子対を含め4つの異なる置換基が結合している場合、その窒素原子は不斉中心であり、その化合物はキラルなアミンである。
設問のAとBはキラルなアミンである。
キラルなアミンは、エチルアミンのAとBのように仮想的には互いに鏡像異性体の構造が2つ描けるが、これらの構造が立体反転するエネルギー障壁は非常に低いため、キラルアミン分子は室温でも素早く立体反転を繰り返しており、それらの仮想的な構造のどちらにもならず、実際には仮想的な互いに鏡像異性体となる2つの構造の平衡混合物として存在している。
★他サイトさんの解説へのリンク
第98回問105（e-RECさん）