物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

第102回薬剤師国家試験 問10
次のアミノ酸のうち、破線で囲んだ部分の塩基性が最も強いのはどれか。1つ選びなさい。
物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

トップページへ

 

薬剤師国家試験過去問題集 科目別まとめ一覧 へ

 

薬剤師国家試験過去問題集 化学 酸性度・塩基性度 へ

 

第102回薬剤師国家試験 問10 解答解説
2のグアニジノ基の塩基性が最も強い。
物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

ブレンステッドの定義によると、塩基とはH+を受け取るものであり、塩基性の強さとはH+の受け取りやすさのことである。

 

塩基となる物質(B:)はプロトン(H+)を受け取って陽イオン形(BH+)となり、BH+はプロトンを放出してB:に戻る。
BH+を塩基(B:)の共役酸と呼ぶ。

 

物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

 

★ 共役酸(BH+)の安定性が高いほど、塩基(B:)の塩基性は強い。

 

物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

含窒素化合物の共役酸とは、窒素(N:)がH+を受け取ってNH+になった陽イオンのことである。
共役酸(NH+)は、共鳴により正電荷が広く分散するほど安定性が高い。

 

2のグアニジノ基の共役酸(NH+)は、共鳴により正電荷が3つの窒素に非局在化されるので、かなり安定性が高い。
よって、グアニジノ基の塩基性はかなり強い。

 

物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

なお、2の化合物はL-アルギニンである。
L-アルギニンはグアニジノ基を有するので強い塩基性を示し、
人のたんぱく質を構成する20種類のアミノ酸の中で最も強い塩基性を示すことも覚えておこう。

 

 

他の選択肢について述べる。

 

◆ 1について
COOHは主にH+を放出する酸性官能基として働く。
物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

なお、1の化合物はL-アスパラギン酸であり、
人のたんぱく質を構成する20種類のアミノ酸の中で最も強い酸性を示すことも覚えておこう。

 

 

◆ 3について
物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

3の化合物はL−グルタミンである。

 

アミドの窒素は塩基性を示さない。

 

アミドの窒素は、非共有電子対が共鳴によりカルボニルとの間で非局在化する。

 

物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

また、アミドの窒素は、隣接するカルボニルの電子求引性電子効果により電子密度が低下している。

 

物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

以上のことから、
アミドの窒素は塩基性をほとんど示さない。

 

 

◆ 4について
物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

4の化合物はL-トリプトファンである。
4の破線で囲まれた環をインドールという。
インドールは塩基性を示さない。

 

 

★  環の窒素の非共有電子対がp軌道に収容され、環の芳香族性に寄与している場合、その窒素は塩基性を示さない

 

インドールでは、窒素の非共有電子対がp軌道に収容されることで、環は芳香族性を示し、結果、環は安定なものになっている。よって、Cのインドールは塩基性を示さない。

 

物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

 

◆ 5について
物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

5の化合物はL-ヒスチジンである。
5の破線で囲まれた環をイミダゾールという。

 

5のイミダゾールには2つの窒素がある。
一方の窒素では、p軌道に非共有電子対が収容されており、この非共有電子対は環に非局在化されるので相手に供与できない。
もう一方の窒素では、sp2混成軌道に非共有電子対が収容されており、この非共有電子対は供与可能なので塩基性を示す。

 

物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

イミダゾールでも、共役酸は共鳴安定化するが、グアニジノ基より塩基性は劣る。

 

物質の塩基性と共役酸の安定性 薬剤師国家試験102回問10

 

★参考外部サイトリンク
塩基性の強弱(猫でもわかる有機化学さん)

 

含窒素化合物の塩基性度(薬学これでOK!さん)

 

★他サイトさんの解説へのリンク
第102回問10(e-RECさん)

トップへ戻る