次の反応のうち、主生成物の構造式を正しく示しているのはどれか。2つ選べ。

　解 説　　　　　

選択肢 1 は、正しい選択肢です。
アルケンに対するハロゲンの付加反応は、Anti 付加です。
参考）有機化学まとめ　アルケンの付加反応（anti付加）

選択肢 2 は、正しい選択肢です。
アルケンに対する酸触媒下での水付加は、Markovnikov 則 に従います。
参考）有機化学まとめ　Markovnikov則

選択肢 3 ですが
共役ジエンへの HBr 付加の結果は、1,2 付加か、1,4 付加となります。選択肢の記述は、そのどちらとも異なります。よって、選択肢 3 は誤りです。
参考）有機化学まとめ　共役ジエンへの付加反応

選択肢 4 ですが
過酸によるエポキシ化では syn 付加なので、２つのメチル基のトランスの位置関係が保存されます。しかし、選択肢 4 では反応前が、トランスで、反応後がシスとなっているため、誤りです。
参考）有機化学まとめ　アルケンの付加反応（syn付加）

選択肢 5 ですが
試薬から、反応は Birch 還元です。生成物は、trans アルケンです。しかし、選択肢 5 では
cis アルケンが生成しており誤りです。
参考）有機化学まとめ　アルキンの反応（水素化）

以上より、正解は 1,2 です。

次のE2反応に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. カルボカチオン中間体を経由する。
2. 脱離するHとBrとがシン(シンペリプラナー)の関係となる立体配座から進行する。
3. 反応速度は、化合物Aの濃度及びエトキシドイオンの濃度の両者に比例する。
4. 出発物質として化合物Aのエナンチオマーを用いると、化合物Bの幾何異性体が主生成物として得られる。
5. 化合物Bは、Saytzeff(ザイツェフ、セイチェフ)則に従った生成物である。

　解 説　　　　　

選択肢 1 ですが
カルボカチオン中間体を経由するのは、E1 反応や S_N1 反応です。よって、選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2 ですが
E2 反応では、求核試薬による H の引き抜きと脱離基の脱離が、Anti の位置で進行します。シンの位置では、ありません。よって、選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 は、正しい選択肢です。

選択肢 4 ですが
エナンチオマーを用いるということは、鏡に移した構造を考えればよいのですが、そこから E2 反応でやはり Anti 脱離して、化合物 B が主生成物として得られると、考えられます。よって、選択肢 4 は誤りです。

選択肢 5 は、正しい選択肢です。

以上より、正解は 3,5 です。

参考）有機化学まとめ　脱離反応（E1反応・E2反応）

芳香族化合物A～Eの求電子置換反応によるモノブロモ化に関する記述のうち、正しいのはどれか。1つ選べ。

1. Aは主に3位で反応する。
2. Bは主に2位又は4位で反応する。
3. Cは主に3位で反応する。
4. Dは主に2位で反応する。
5. Eは主に1位で反応する。

　解 説　　　　　

選択肢 1 について、芳香族化合物の配向性として、
o,p 配向性を示す置換基には、-NH₂、-OH、-OR、-NHCOR、-R、-Xなどがあります（Rはアルキル基、X はハロゲン）、m 配向性には、-NO₂、-CN、-CHO、-COR、-COOH、-COOR などがあります。化合物 A は、上記のうち -NHCOR に当たるので、これはo,p 配向性を示します。よって、3 位よりも 2 位や 4 位で反応が起こります。

選択肢 2 についても、選択肢 1 と同様の知識で考えればよいです。-NO₂ はm 配向性なので、化合物Bは主に 3 位で反応することになります。

選択肢 3 のフランも芳香族化合物で、求電子置換反応は 3 位ではなく 2 位で起こります。これは知識として知っておければよいのですが、そうでなくても、以下のような共鳴構造式を書けば、中間体の数から、化合物 C は 2 位での反応のほうが有利であることがわかります。

2 位への求電子置換

3 位への求電子置換

選択肢 4 は、選択肢 1 で記載した通りに考えると、-Cl も -OCH₃ も o,p 配向性なので迷うかもしれません。しかし、-OCH₃ は活性基である一方、-Cl は不活性基なので、この 2 つが競合する場合、-OCH₃ の o,p 配向性が優先されます。よって、化合物 D は 2 位ではなく 3 位で反応が起こります。

選択肢 5 について、ナフタレンのブロモ化は 2 位よりも 1 位よりも起こりやすいのですが、これも選択肢 3 と同様、知識として覚えておけば役立つことも多いですし、知らなくても以下のような共鳴構造式を書けばわかります。

1 位への求電子置換

2位への求電子置換

上図をみると、1 位の中間体は 5 つのうち 2 つほど、芳香環を保っている構造があります。一方、2 位の中間体では芳香環が成立しているものが 1 つしかないので、より不安定といえます。以上より、より安定な 1 位への反応が優先されることになり、選択肢 5 が正しいことがわかります。

以上より、正解は 5 です。

参考）有機化学まとめ　反応性・配向性に及ぼす置換基の効果

化合物AとBの反応では、中間体Cを経由して化合物Dを与える。中間体Cの構造式として正しいのはどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

この反応は、Michael（マイケル）付加反応に続いて分子内 aldol（アルドール）反応が起きています。Michael 付加反応はケトン（またはアルデヒド）とα,β – 不飽和カルボニル化合物との付加反応で、1 位と 4 位に付加することから、Michael 反応のことを 1,4 – 付加反応と呼ぶこともあります。その反応機構は以下の通りです。

その後、分子内aldol反応が起こります。これはα水素を有する2つのケトン（またはアルデヒド）の間で起こる付加反応で、分子内でこれが起きると環化します。その反応機構は以下の通りです。

以上より、正解は 5 になります。

参考）有機化学まとめ　aldol反応・aldol縮合、Michael付加反応（1,4-付加反応）

以下のGabriel法による合成で得られるアミノ酸Aはどれか。1つ選べ。

1. バリン
2. アラニン
3. トレオニン
4. アスパラギン酸
5. グルタミン酸

　解 説　　　　　

Gabriel 法は、フタルイミドのアルキル化によってできる N – アルキルフタルイミドを加水分解することで、第一級アミンを生成する反応です。ほかのアミン合成反応だと第二級アミンや第三級アミンが混じってしまうときに、この方法が有効です。

これを応用して、フタルイミドとマロン酸エステルと反応させてフタルイミドマロン酸エステルを生成させ、その後、ハロアルカン（R－X）を作用させることでアミノ酸を得ることができます。

この問題の図においては、左上のがフタルイミドで、左上のがマロン酸エステル、真ん中のがフタルイミドマロン酸エステルです。また、最後の反応のところにある「CH₃I」というのがハロアルカンに対応します。Gabriel 法を使ったアミノ酸合成の流れは以下のようになります。

プロドラッグAに関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. プリン環をもつ。
2. 確認試験では、希塩酸中亜鉛粉末で還元し、芳香族第一アミン(芳香族第一級アミン)の定性反応を利用できる。
3. 生体内でエステラーゼによって加水分解されて薬効を示す。
4. 生体内において、aの位置で切断されて薬効を示す。
5. 代謝された後、主にシトシンリボヌクレオチドの生合成を阻害する。

　解 説　　　　　

プロドラッグ A はアザチオプリンです。（これは、構造からわかる必要はありません。）６－MP（メルカプトプリン）のプロドラッグです。

選択肢 1 はその通りの記述です。
右下の部分です。

選択肢 2 は、正しい記述です。
亜鉛で還元してアミンの定性反応を利用することから、これは、官能基 NO2 の確認試験です。左上の部分のイミダゾール環部分は芳香環なので、還元後に芳香族第一級アミンとなります。

選択肢 3 ですが
エステラーゼで加水分解されるのであれば、エステル結合、すなわち R－COO－R’　があるはずです。プロドラッグ A に、そのような部分は見当たりません。よって、選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4 ですが
A は、プロドラッグで、体内で代謝されて 6 – MP になります。構造は、以下の通りです。

従って、 S の下ではなく S の上の方で切断されると考えられます。よって、選択肢 4 は誤りです。実際の試験では「６－MP　の構造がプリンで、S ついてたなぁ・・・」　→「S を含んで切断されるはず」と考えることができるといいと思われます。（できれば選択肢 1,2 で正しいと判断したい問題という印象です。）

選択肢 5 ですが
プリン塩基は、アデニンとグアニンです。よって「シトシン」ヌクレオチドの合成ではなく、アデニンやグアニンヌクレオチドの合成を阻害すると考えられます。従って、選択肢 5 は誤りです。

以上より、正解は 1,2 です。

ヒスタミンH₁受容体拮抗薬であるレボセチリジン塩酸塩に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. 薬物名中のレボは左旋性に由来する。
2. 血液脳関門を通過しやすくするため、カルボキシ基が導入されている。
3. エーテル結合の酸素原子は、水素結合のドナー(供与体)として、ヒスタミンH₁受容体との結合親和性を高める。
4. セチリジンのラセミックスイッチ(キラルスイッチ)により開発された光学活性体である。

　解 説　　　　　

選択肢 1 は、正しい記述です。
レボ＝levo で、左　を意味する言葉です。ちなみに、（－）で表されます。R や S と、旋性 は、関連がないことに注意が必要です。参考）有機化学まとめ　キラリティーと光学活性

選択肢 2 ですが
COOH 、つまりカルボキシル基は構造中に見られます。しかし、レボセチリジンは副作用である眠気等の軽減のために活性体である光学異性体のみを分離するという開発目的をもった薬です。眠気等は中枢性の副作用であることから、血液脳関門を通過しやすくなるという意図でカルボキシル基が導入された、という記述は不適当であると思います。

さらにそもそもカルボキシル基の導入は水溶性の増加　を意味します。そして、BBB を通過しやすいのは疎水性の物質です。従って、BBB を通過しやすくするために水溶性が増加するような、カルボキシル基を導入している、というのは誤りと考えられます。以上より、選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 ですが
水素結合のドナー　とは、プロトンの供与体のことです。O－H　の H などです。酸素などの、陰性原子は「アクセプター」です。ドナーでは、ありません。参考）物理化学まとめ　分子間相互作用
。よって、選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4 は、正しい選択肢です。

以上より、正解は 1,4 です。

図1は、メラトニンの¹H-NMRスペクトル(400MHz、DMSO-d₆、基準物質はTMS)である。なお、ア及びエのシグナルは一重線であり、ケ及びコのシグナルはそれぞれNH基のプロトンに由来する。また、拡大図A及びBの拡大率はそれぞれ異なる。次の記述のうち正しいのはどれか。2つ選べ。

1. アのシグナルは、aのプロトンに由来する。
2. イのシグナルの積分値は、オのシグナルの積分値と等しい。
3. インドール環6位のプロトンのシグナルは、オである。
4. メラトニンの不飽和度は7である。
5. メラトニンの整数質量は奇数である。

　解 説　　　　　

選択肢 1 について、a のプロトンの候補は ア と エ の 2 つがあるかと思いますが、a の炭素は酸素と隣り合っているため、a のプロトンのシグナルは 3 ～ 4 ppm あたりで出てきます。よって、a のプロトンはエのシグナルに対応します。アのシグナルは、問題文の構造式でいうと、一番右側の CH₃ に対応します。

選択肢 2 について、イ と ウ のシグナルはともにトリプレットになっているので、問題文の構造式でいうと、インドール環のすぐ右にある2つのメチレン基（－CH₂－）に対応します。よって、イ のシグナルの積分値は 2H 分になるので、1H 分である オ のシグナルとは異なります。

選択肢 3 は正しい記述ですが、やや難しめなので、消去法で正しい記述と判断しても良いかもしれません。考え方としては、インドール環の 4 つのプロトンのうち、カ と キ はシングレットなので、2 位と4 位に対応すると考えられます。そうすると、オ と ク が 6 位と 7 位に対応しますが、オ はダブレットダブレットなので、o 位にも m 位にも水素があると推測できます。

一方、クは普通のダブレットなので、隣接炭素（o 位）に水素があるだけだとわかります。
よって、オ が 6 位に対応し、ク が 7 位に対応すると判断できます。

選択肢 4 について、不飽和度の計算式は以下の通りです。

上式の C や H などは、炭素数や水素数だと考えてください。また、Xはハロゲンです。ちなみに、16族の O や S については、いくつだとしても不飽和度に影響を与えません。メラトニンの分子式は C₁₃H₁₆N₂O₂ なので、不飽和度は 7 となり、この選択肢は正しいです。

選択肢 5 で、これは分子式は C₁₃H₁₆N₂O₂ から、原子量が奇数である H と N だけ考えればよく、H も N も偶数個なので、結果的にメラトニンの整数質量も偶数になると判断できます。

以上より、正解は 3,4 です。

バイカレインに関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. イソフラボノイドの一種である。
2. バイカレインは、全ての炭素骨格が酢酸・マロン酸経路で生合成される。
3. バイカレインの炭素原子aは、マロニルCoA由来である。
4. バイカリン(baicalein-7-O-D-glucuronide)は、バイカレインのヒドロキシ基bに糖が結合した配糖体である。
5. メタノールに溶かしたバイカレインにリボン状マグネシウムと濃塩酸を加えると呈色する。

　解 説　　　　　

選択肢 1 ですが
一番右の六員環が右上に突き出しているので、これはフラボンです。イソフラボンは、右「下」に六員環が突き出した構造です。よって、選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2 ですが
フラボノイドは、酢酸－マロン酸経路由来の C₆ （A環。左端）　と　シキミ酸経路由来の C₆（B環。右上。）－ C₃（C環。真ん中。）の縮合で形成されます。つまり、全てが酢酸－マロン酸経路による合成では、ありません。よって、選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 は、正しい選択肢です。
左側の芳香環部分が、マロニル CoA 由来です。

選択肢 4 ですが
7 位が、a の左隣りの OH なので誤りであると考えられます。どの炭素が何位かわからなくても立体的に障害が大きいことに着目すると誤りではないかと考えられるのではないでしょうか。選択肢 4 は誤りです。

選択肢 5 は、正しい選択肢です。
リボン状Mg/塩酸　により生じる H₂ がフラボノイドを還元します。すると、アントシアニンが生成されて呈色されます。フラボノイドの確認試験でいわゆる篠田反応です。

以上より、正解は 3,5 です。

生薬に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. トウニンは、エビスグサの種子由来の生薬で、駆瘀血薬として用いられる。
2. ニンジンは、オタネニンジンの根由来の生薬で、補気薬として用いられる。
3. トウキは、トウキ又はホッカイトウキの根由来の生薬で、理気薬として用いられる。
4. ブクリョウは、マツホドの菌核由来の生薬で、利水薬として用いられる。
5. チンピは、ウンシュウミカンの成熟した果皮由来の生薬で、補血薬として用いられる。

　解 説　　　　　

選択肢 1 ですが
トウニンは、バラ科モモの種子由来の生薬です。エビスグサでは、ありません。ちなみにエビスグサの種子は、ケツメイシです。よって、選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2 は、正しい記述です。

選択肢 3 ですが
トウキやジオウは、代表的な「補血薬」です。理気薬として用いられるのはサイコ、チンピ、ハンゲなどです。

選択肢 4 は、正しい選択肢です。

選択肢 5 ですが
チンピは、理気薬として用いられます。補血薬として用いられるのはトウキやジオウです。

以上より、正解は 2,4 です。