第111回薬剤師国家試験 問101 インドールのモノ臭素化反応とカチオン中間体

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■ 正解

2

■ 反応の本質:インドールは「2位」が最も求電子置換されやすい

インドールは芳香族求電子置換反応(EAS)を受ける際、 最も反応性が高い位置は 3 位ではなく 2 位であることが重要なポイント。

理由は以下の通り:

  • インドールの 2 位に求電子剤が攻撃すると、正電荷が窒素に隣接する位置に分布し、共鳴安定化が最大となる。
  • 3 位攻撃も可能だが、2 位攻撃の方がより多くの共鳴構造で安定化される。

したがって、臭素化の主生成物は2-ブロモインドールであり、 その途中で生じるカチオン中間体も2 位に正電荷が生じた構造が最も妥当となる。

■ 各選択肢(構造)の検討

● 1:3 位に臭素がつき、3 位にカチオンがある構造(誤)

インドールの 3 位攻撃は可能だが、主経路ではない。 共鳴安定化が 2 位攻撃より弱いため、主生成物にはつながらない。

● 2:2 位に臭素がつき、2 位にカチオンがある構造(正)

インドールの求電子置換反応で最も安定なσ-コンプレックス(アレニウムイオン)はこれである。 正電荷が窒素に隣接し、複数の共鳴構造で安定化されるため、 主生成物 A(2-ブロモインドール)へとつながる唯一の正しい中間体である。

● 3〜5:その他の位置に正電荷がある構造(誤)

いずれも共鳴安定化が不十分で、主生成物 A の生成経路とは一致しない。

■ まとめ

  • インドールは2 位が最も求電子置換されやすい
  • 2 位攻撃により生じるσ-コンプレックスが最も安定
  • 主生成物 A(2-ブロモインドール)につながる中間体は選択肢 2

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