第109回薬剤師国家試験 問101 置換アニリニウムイオンの酸性度(pKa)比較

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■ 正解
5(p-ニトロアニリニウムイオン)


■ 問題の本質(電子求引性置換基ほど pKa を下げる)

アニリニウムイオン(Ar–NH₃⁺)の酸性度は、

  • 電子求引性基(−NO₂、−Cl など)があるほど、正電荷が安定 → 酸性度↑(pKa ↓)
  • 電子供与性基(−OCH₃、−CH₃)があるほど、正電荷が不安定 → 酸性度↓(pKa ↑)

つまり、最も強い電子求引性基を持つものが最も pKa が小さい


■ 各構造の電子効果の比較

1 アニリニウム(無置換)
基準。電子効果なし。

2 p-クロロアニリニウム(−Cl)
−Cl は弱い電子求引性(−I 効果)。 → pKa はやや低下。

3 p-メトキシアニリニウム(−OCH₃)
−OCH₃ は強い電子供与性(+M 効果)。 → 正電荷を不安定化 → pKa は上昇。

4 p-メチルアニリニウム(−CH₃)
−CH₃ は弱い電子供与性。 → pKa はわずかに上昇。

5 p-ニトロアニリニウム(−NO₂)
−NO₂ は非常に強い電子求引性(−M、−I 効果)

  • 正電荷を大きく安定化
  • アニリニウムイオンが最も酸性になる
  • pKa が最小

→ 最も酸性度が高い(=最も pKa が小さい)。


■ まとめ

  • 電子求引性基ほどアニリニウムイオンの pKa を下げる
  • −NO₂(最強の電子求引性) → pKa 最小

正解は 5(p-ニトロアニリニウムイオン)

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