有機

「(R)-1-ブロモ-1-フェニルエタン」のシアン化物イオン(CN⁻)による求核置換反応がどのような生成物を与えるか


求核置換反応における立体配置の変化

求核置換反応(ここではSN_NN​2反応を仮定)は、立体配置の反転が特徴である。つまり、反応開始物のキラル中心が持つ立体配置が、反応生成物では逆転する。この現象は、求核剤が基質の背面(ハロゲン原子の反対側)から攻撃するために生じる。

具体的には、問題文に示された化合物である「(R)-1-ブロモ-1-フェニルエタン」の立体配置が、反応後には(S)-1-シアノ-1-フェニルエタンとなることが予測される。


出発物と生成物の構造と立体化学

出発物である「(R)-1-ブロモ-1-フェニルエタン」は、炭素原子にブロモ(Br)、水素(H)、フェニル(C₆H₅)、メチル(CH₃)が結合したキラル化合物である。この化合物にシアン化物イオン(CN⁻)が反応すると、BrがCNに置き換わり、キラル中心の立体配置が反転する。

そのため、生成物は「(S)-1-シアノ-1-フェニルエタン」となる。図中で示されるように、キラル中心の立体配置が明確に変化していることが確認できる。


キラル化合物の立体化学を考慮する理由

このように、反応における立体配置の変化を正確に予測することは、特に医薬品化学や有機合成化学において重要である。なぜなら、立体異性体は化学的・生物学的性質が大きく異なる場合が多いためである。

反応の進行メカニズムを正しく理解することで、生成物の構造や立体化学的特性を正確に予測できる。この問題はそのような理解を深めるための典型的な例である。


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