99-101~99-110 解説一覧



問101

次の構造式で示される日本薬局方収載医薬品クロラムフェニコールの正しい化
学名はどれか。1つ選べ。



1) 2,2 - Dichloro - N - [(1S , 2S)-1,3- dihydroxy - 3 -(4- nitrophenyl ) propan - 1 - yl] acetamide
2) 2,2 - Dichloro - N - [(1S , 2S)-1,3- dihydroxy - 1 -(4- nitrophenyl ) propan - 2 - yl] acetamide
3) 2,2 - Dichloro - N - [(1S , 2S)-1,3- dihydroxy - 3 -(4- nitrophenyl ) propan - 2 - yl] acetamide
4) 2,2 - Dichloro - N - [(1R , 2R)-1,3- dihydroxy - 3 -(4- nitrophenyl ) propan - 1 - yl] acetamide
5) 2,2 - Dichloro - N - [(1R , 2R)-1,3- dihydroxy - 1 -(4- nitrophenyl ) propan - 2 - yl] acetamide





まず、どの選択肢でも最後がacetamide(アセトアミド)になっているので、これは「アミド」の一種であることがわかります。
(つまり、ベンゼンの一部にアミドがくっついているのではなく、アミドに芳香族の置換基がついていることになります。)

となると、アミドのC(炭素)が1位ということになるので、アミドのCの右にあるCが2位で、そこにClが2つ付いているので、
2,2 - Dichloro ~ のようになります(この時点では選択肢はひとつも消せません)。

続いてアミドのNのほうを見ると、Nについている大きな置換基が、選択肢中のN-[~]で表される、[~]内の部分になります。
この大きな置換基自体の主鎖は炭素数が3つなのでプロパン(プロパニル)となり、主鎖の真ん中のCがNと結合しているため、
N-[~propane-2-yl] となることがわかります。この時点で、選択肢では 1 と 4 が外れます。

また、プロパン(プロパニル)のうち、紙面左側のCが1位で、ここの絶対配置はRです。
Rである理由は、Hが奥に出ていて、残る置換基の優先順位が
    ① 上側の置換基、O
    ② 右下の置換基、C(NCH)  (  )内の原子は、さらに隣の原子を示しています。
    ③ 左下の置換基、C(CCC)
なので、右回りでRとなります。
このあたりのことを詳しく知りたい場合は、有機化学まとめました 1-2 5) 絶対配置の表示法のRS表示の項目を参照してください。

1位のCの右隣(つまりNに結合しているC)は2位のCです。ここも同様に考えると、絶対配置がRとなります。
考え方は上記と一緒ですが、Hが手前に出ていて、残る置換基の優先順位が
    ① 右上の置換基、N
    ② 左上の置換基、C(OCH)  (  )内の原子は、さらに隣の原子を示しています。
    ③ 下側の置換基、C(OHH)
なので、左回りでS、ただし「Hが手前」になっているため反転して、正しい絶対配置はRとなります。

この時点で (1R , 2R) が決まったので、正解は 4 か 5 ですが、上記の通りすでに 1 と 4 は不適とわかっているので、
答えは 5 ということになります。


以上より、正解は 5 です。






問102
芳香族性を示すのはどれか。2つ選べ。






以下の3つを全て満たすような性質を芳香族性といいます(Hückel則)。

        ① π電子系に含まれる電子の数が4n+2(n = 0, 1, 2, 3, ...)個である
        ② 環全体が平面構造をとっている
        ③ 環を構成する全原子がsp2混成軌道をとっている

選択肢 1 は 4π、選択肢 3 は 8π、選択肢 5 は 4πですので、上の条件①に合いません。
残る選択肢 2 と選択肢 4 はともに 6πなので、条件①を満たします。

この時点で正解は 2 と 4 だと決まります。

また、選択肢 2 と 4 の化合物は条件②と条件③も満たしているので、芳香族性を示します。







問103
メトキシベンゼン(アニソール)Aの一般的な合成法を以下に示した。これに
関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。





1 SN2 機構で進行する。
2 カルボカチオン中間体を経由して進行する。
3 ヨードメタン(C)の代わりに CHSOCH を利用することができる。
4 プロトン性極性溶媒を使用すると反応が速く進行する。
5 A は、D と E から合成することも可能である。






1について、基質となるCH3I は立体的に小さく求核剤が近づきやすいので、SN2 反応が起きる条件が揃っています。
よって、これは正しいです。

2で、SN2 反応は脱離と求核攻撃が同時に起こる協奏反応です。
よって、カルボカチオン中間体を経ることはありません。

SN2 反応については、有機化学まとめました 3-2 3) 求核置換反応(SN2反応)の項目を参照してください。

3は、 CHSOCH を使った場合は脱離基がCHSOになるので、これもヨードメタン同様に使えます。

4で、プロトン性極性溶媒を使用すると求核剤であるナトリウムフェノキシドのイオン化(アニオン化)が阻害されますので、
このような溶媒を使うと反応が早くなるどころか、むしろ妨げとなります。

5は、基質と求核剤が反対になっていますが、ブロモベンゼンはSN1 反応やSN2 反応といった置換反応を起こさない(起こしにくい)ので、
これでは同様の反応でAが生成することはありません。
SN1 反応が起こらない理由は、ベンゼン環はすでに安定なため、カチオン化(陽イオン化)が難しいからです。
SN2 反応が起こらない理由は、ブロモベンゼンが立体的に大きいので、求核剤が近づきにくいためです。



以上より、正解は 1 と 3 になります。






問104
主生成物の構造が正しいのはどれか。
2つ選べ。ただし、すべての反応は終了後、適切な後処理を施してある。







1は、水素化リチウムアルミニウムによる還元です。
アミドが水素化リチウムアルミニウムで還元されるとアミンになるので、1は合っています。

2で、これも水素化リチウムアルミニウムによる還元です。
水素化リチウムアルミニウムは強い還元剤なので、カルボン酸を還元させるとアルデヒドでは止まらず、
さらに還元されてアルコールになります。
よって、2は間違いです。

3は、水素化ホウ素ナトリウムによる還元です。
カルボン酸ハロゲン化物を還元すると第一級アルコールになるので、これは正しいです。

4の基質は酸無水物で、5の基質はエステルです。
酸塩化物・酸無水物・エステルを水素化アルミニウムリチウムで還元すると、いずれも第一級アルコールが生成します。
4の生成物も5の生成物も一応アルコールですが、4は第一級アルコールではなく、5は構造が違います。
正しくは、4の生成物はC6H5CH2OHで、5の生成物はCH3CH2CH2OHです。



以上から、正解は 1 と 3 です。






問105
アスコルビン酸(ビタミンC)中の、下線をつけた H 原子のうち
最も酸性度が高いのはどれか。1つ選べ。







酸性度が高いHは、その部分がH+として抜けたときに陰イオンが安定しています。
上図の1,3,5,6は、H+が抜けてもR-Oの形になるので比較的安定ですが、
2や4では炭素に負電荷が付くことになり、これは無理があるので2や4は不適です。

1,3,5,6の中で酸性度が最も高いのは、結論からいうと 5 なのですが、
その理由は、陰イオンが以下のような共鳴構造によって安定化するためです。
1,3,6ではこのような安定化は起こりません(共鳴構造が書けません)。
(6だと不安定な共鳴構造なら書けますが、寄与が小さいため、書けないのと同じ扱いとします。)


    



よって、正解は 5 です。







問106
ドネペジル(A)は、α,β-不飽和カルボニル化合物(B)を生成するアル
ドーノレ縮合を経て合成される。このアルドール縮合において用いられるカルボニル
化合物は1~6のうちどれか。2つ選べ。







α水素を有するアルデヒド(またはケトン)が酸もしくは塩基の存在下、2分子間で起きる付加反応がアルドール反応で、
そこからさらに脱水反応が進んでα,β-不飽和アルデヒド(ケトン)が得られる反応のことをアルドール縮合といいます。

この問題では、選択肢中の2つの化合物が縮合して、化合物Bになればいいのですが、
大雑把にみて、選択肢 1~3 のどれかと、選択肢 4~6 のどれかが縮合すると考えることができます。

選択肢 1~3 のほうはわかりやすく、ひと目で 1 が正解だとわかります。
その理由は、反応点(化合物の右端の部分)にα水素を持つのが 1 だけだからです。
(α水素とは、カルボニル基に隣接する炭素に結合している水素原子のことで、これがないとアルドール反応は起こりません。)
余談として、選択肢 3 については構造式の右端にあるカルボニル基を軸に考えると、α水素を持っているといえます。
しかし、ここでアルドール反応が起きたら、少なくとも化合物Bのようなものにはなりませんので、この問題では誤りとなります。

選択肢 1 が正解とわかれば、選択肢 1 と化合物Bを見比べて、炭素数を数えれば選択肢 4~6 のほうも答えが出ます。
つまり、化合物Bの左側の5員環と右側のNを含む6員環の間にはCが1つだけなので、選択肢 5 が正解となります。


以上より、正解は 1 と 5 です。






問107

アミノ酸(C)の生合成過程の一部を示した図に関する記述のうち、
正しいのはどれか。2つ選べ。



1 A はアスパラギン酸を酸化すると得られる。
2 A から B への変換において生じる X は水である。
3 B はラクタム構造をもつ。
4 B は NADH によって還元されて最終的に C になる。
5 C の名称はヒスチジンである。





1の説明内の「アスパラギン酸を酸化」が誤りで、正しくは「グルタミン酸を還元」です。
アスパラギン酸の構造は、グルタミン酸よりも炭素鎖「-CH2-」がひとつ少ないです。
Aはグルタミン酸が還元されて、左端がカルボン酸からアルデヒドに変わっています。

2は、AとBそれぞれの原子の種類と数を比べていくと、BのほうがHが2つとOが1つ少ないことがわかります。
つまりH2Oが抜ける反応なので、これは脱水反応(より正確には脱水縮合)であり、Xは水で正しいです。

3で、ラクタム構造とは以下のような構造です。

    

上図では4員環、5員環、6員環になっていますが、3員環でも7員環でもいくつでもラクタム構造です。
つまり、アミド結合のCとNを含む環状構造がラクタム構造です。
Bはこの構造を持っていません。

4で、BとCを比べると、C=Nの二重結合に水素が2原子付加しています。
水素が結合することを「還元される」ともいうので、これは正しいです。

5について、Cはプロリンです。
20種類のアミノ酸の構造式は覚えておくことをお勧めします。



以上から、正解は 2 と 4 です。






問108
生薬に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1  ハンゲはサトイモ科カラスビシャクの塊茎を用いる生薬で
消炎、利尿を目的に用いられる。

2 バクモンドウはユリ科ジャノヒゲの茎を用いる生薬で
鎮咳、去痰を目的に用いられる。

3 サンシシはアカネ科クチナシの果実を用いる生薬で
鎮静、利胆を目的に用いられる。

4 ケイヒはクスノキ科 Cinnamomum cassia の根を用いる生薬で
健胃、解熱を目的に用いられる。

5 シャクヤクはボタン科シャクヤクの根を用いる生薬で
鎮痛、鎮痙を目的に用いられる。



選択肢 1 ですが
ハンゲは、サトイモ科、塊茎を用いる生薬です。
有効成分は、エフェドリン等です。
消炎、利尿ではなく、去痰、鎮静などに用いられる生薬です。


よって、選択肢 1 は誤りです。



選択肢 2 ですが
バクモンドウは、ユリ科、根を用いる生薬です。
茎ではありません。
目的は正しく、鎮咳、去痰に用いられます。


よって、選択肢 2 は誤りです。



選択肢 3 はその通りの記述です。



選択肢 4 ですが
ケイヒは、クスノキ科、樹皮を用いる生薬です。
根ではありません。
目的は正しく、健胃、解熱などに用いられます。



選択肢 5 はその通りの記述です。



以上より、正解は 3,5 です。







問109
強心配糖体ジギトキシンに関する記述のうち
正しいのはどれか。2つ選べ。



1 アグリコンであるジギトキシゲニンはイソプレノイド経路で生合成される。
2 構成糖は、2,6-ジデオキシ糖のD-ジギトキソースである。
3 17位にβ,γ-不飽和5員環ラクトンが結合したカルデノリド類である。
4 ステロイド骨格のA/B環、B/C環、及びC/D環はいずれも trans 配置である。



選択肢 1,2 はその通りの記述です。



選択肢 3 ですが
これは、α-β-不飽和です。
β-γ では、ありません。


よって、選択肢 3 は誤りです。



選択肢 4 ですが
A/B、B/C、C/D が、cis か trans かを判断するためには
環の境目に注目します。


A/B において、境目の C-C 結合からは 
CH3 と H が、共に同じ方向に飛び出ています。
つまり、cis です。


よって、選択肢 4 は誤りです。



以上より、正解は 1,2 です。




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ちなみに、仮にこの試験を受けていたら
本番の机上において
選択肢 1,2 の正誤を
少なくとも 本ページ作成者は 
判断出来なかったと思います。
(いや、こんなん知らね~ 汗
と、ヒヤヒヤしつつ次の選択肢に
救いを求めたと想定されます。)


この問題は
選択肢 3 及び 4 において
有機化学的な、位置番号についての知識 及び
立体構造に関する知識、把握力 を確認するのが目的であり
1,2 を知識として聞いているわけではないのだろうと
感じました。


過去問を勉強する際
「ジギトキシゲニンの事とか、ジギトキソースとかまで
覚えなきゃいけないの・・・」 と感じる必要はないと思います。
と、私見をここで述べておきます。

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問110
日本薬局方エテンザミドは、化合物Aを経て合成される。
図は A の1H-NMR スペクトル(400 MHz、CDCl3、基準物質はテトラメチルシラン)である。
A の構造は1~5のうちどれか。1つ選べ。
なお、アと力のシグナルは重水(D0)を添加するとほぼ消失した。







芳香環に直接結合している水素は大体 7~8 ppm くらいのところにピークが出てくるので、イ、ウ、エ、オがそれに当たります。

イ~オの4つはそれぞれ違ったピークなので、等価な水素ではないはずです。
よって、この時点で選択肢 2 と 3 は不適切だとわかります(1,4-置換体だと2位と6位、3位と5位の水素がそれぞれ等価なので)。

また、イ~オのピークは、ダブレット(二重線)が2つと、トリプレット(三重線)が2つですので、選択肢 5 も外れます。
もし選択肢 5 が正解なら、シングレットが1つと、ダブレットが2つ、トリプレットが1つという構成のはずです。

残るは選択肢 1 か 4 かですが、 4 のほうだと芳香環以外の水素が5つあります(-OCH3と-NH2)。
しかし、NMRチャートには残りがアの2Hとカの1Hしかないので、水素の数が合いません。

よって、選択肢 1 が正解となります(アが-NH2に該当し、カが-OHに該当します)。
また、問題文中に「アと力のシグナルは重水(D2O)を添加するとほぼ消失した」とありますが、
これは溶液中ではイオン化しやすい-OHや-NH2が存在するというヒントですので、ぜひ覚えておいてください。
-OHや-NH2がそれぞれ-ODや-ND2に置換されるため、1H-NMRチャートには現れなくなります。



以上より、正解は 1 です。