電子の流れ図
①
②
δ －
C
δ ＋
＋
C
N
＋
H
書き方のポイント（教科書p63）
矢印の始点は、結合電子や非共有電子対
原子又は新しい結合の位置を終点にする
（電子は、原子に担われる）
電子を持っていない原子を始点にはできない（③）
収容できる電子の数に注意する（オクッテット則）
－
C
O
○
③
Br －
C＋＋
Br
O
＋
N
H
×
④
C
Br ＋－OH
教科書p63-64
C
OH ＋
Br －
教科書p64
形式電荷
H
ニトロメタン
CH3NO2
H
C
N
O
H
O
H
C
N
O
H
O
形式電荷＝価電子数（基底状態の最外殻電子数）
－結合電子数の半分－非共有電子対の電子数
H
H
C
H
＋
N
O－
O
H
H
C
H
５－４－０＝＋１
H
H
C
N
H
O
O
６－１－６＝－１
６－２－４＝０
＋
N
－
O
O
電子を移動させてもその前後で形式荷電の総和は
変わらない（電子がどこかへ行ってしまう事はない）
教科書p43
反応とはなにか？
反応＝（共有）結合が切れて、新しい（共有）結合ができる
結合はどのように切れるか？
A B
ヘテロリシス
A
－
＋ B
アニオン
δ+
C
＋
① 極性反応
結合に関わる２個の電子が
一方の原子に移る
カチオン
C+ ＋ X
X
δ－
－
C
Nu
－
Nu
求核試薬
② ラジカル反応
A B
ホモリシス
＋ B
A
ラジカル
X
2X
X
C H
結合に関わる２個の電子が１つずつ
均等に２つの原子に移る
X
C
＋ H X
反応の分類（反応のタイプ別）
教科書p66
●置換反応（substitution reaction）
A－B ＋ X
A－X ＋ B （B: 脱離基）
原子や原子団が置き換わる
●付加反応（addition reaction）
A＝B ＋ X－Y
A－B
X Y
多重結合に原子や原子団が付加する
●脱離反応（elimination reaction）
A－B
X Y
＋
A＝B ＋ XーY （or X ＋ HY ）
付加反応の逆の反応
X, Y: 脱離基
●転移反応（rearrangement reaction）
A－B
X
A－B
X
分子内で結合の仕方が変わる
反応の分類（反応試薬別）
教科書p67
極性反応：本質的には、電子の豊富な原子や分子と電子不足
の原子や分子との親和力によって起こる
＝
電子不足と電子豊富な原子や分子を認識できることが大切
電子不足の原子や分子＝求電子剤（electrophile）=Lewis 酸
H
+
+
CH3CH2 BH3 NH4+ H3O+
電子豊富な原子や分子＝求核剤（nucleophile）= Lewis 塩基
HO-
Cl-
CH3NH2 NH3 H2O
求核剤は電子を与え、求電子剤は電子を求める＝両者は反応する
教科書p67
置換反応と脱離反応
反応座標図で最も高い山（エネルギーの大き
い遷移状態）が単分子的であるか、二分子的
であるかによって反応の進み方が異なる。
求核置換反応・・・単分子的反応（SN1）、二分子的反応（SN2）
（Nucleophilic Substitution Reaction）
脱離反応・・・単分子的反応（E1）、二分子的反応（E2）
（Elimination Reaction）
求核置換反応
① SN1
C
δ+
＋
C
C＋
X
δ-
＋
教科書p68-69
SN 1
X－
求核剤が関与しないまま炭素－ハロゲ
ン間の結合が不均等開裂してカルボカ
チオン（求電子剤）が生成し、これが求
核剤と反応して置換生成物ができる.
－
＋
例：ハロゲン化アルキル
（X=F, Cl, Br, I)
C
Nu
Nu
② SN2
－
Nu
＋
C
δ+
X
δ-
C
Nu
求核剤が炭素に近づいて新しい結合が形成されるにつれて
炭素－ハロゲン間の結合が不均等開裂する
＋
X－
SN2
反応中間体（平面構造）
－
＋
＋
SN1
－
X
Nu
求核剤はどちら側から
でも反応できる
Nu
R体とS体両方ができる（いつも完
全ラセミ化するわけではない）
X
δ+
Nu
δ-
Walden 反転
SN2
－
Nu
X
遷移状態
Nu
脱離基が不斉炭素に結合している場合は、立体
配置が反転して一方の異性体のみが生成
SN1反応
CH3
CH3－C＋
CH3－C－Br ＋ H2O
水（求核剤）
CH3
CH3－C
CH3
＋
CH3－C
OH
CH3 H
＋ Br－＋ H2O
CH3
多くのSN1反応では
臭化tert‐ブチル溶媒が求核剤として働く
CH3
CH3
CH3
OH
＋ H3O＋
OH
tert‐ブチルアルコール
H
反応速度＝k[臭化tert‐ブチル]
・・・一次反応・・・
律速段階の反応（最も⊿G ‡が大きい反応
段階）には、基質のみが関与している（教科
書67-68ページ参照）。
自
由
エ
ネ
ル
ギ
ー
CH3
CH3－C＋
CH3
CH3
CH3
CH3－C
＋
OH
CH3 H
CH3－C－Br
CH3
CH3
CH3－C
CH3
反応座標
OH
SN2反応
HO－＋ CH3Br
ﾋﾄﾞﾛｷｼﾄﾞｲｵﾝ
（求核剤）
HO－＋
CH3OH ＋ Br－
臭化ﾒﾁﾙ
遷移状態
C
δ+
δ-
Br
HO
C
Br
HO－C
＋ Br－
立体配置が反転！
反応速度＝k [臭化メチル] [求核剤]
・・・二次反応・・・
自
由
エ
ネ
ル
ギ
ー
律速段階の反応には、基質と求核剤
の両方の分子が関与している。
反応座標
教科書p69-70
求電子置換反応（electrophilic substitution reaction）
芳香族化合物で多く見られる反応（付加と脱離が起こる）
E
H
＋
＋
E＋
H＋
求電子剤
求核剤は電子の足りない部分には
直接攻撃しない（芳香核が壊れる）
＋
＋ E＋
H
H
E
E
B
H
＋
π電子が求電子剤
を攻撃
塩基
カチオン中間体
E
E
＋
＋
HB＋
教科書p70-71
求電子付加反応（electrophilic addition reaction）
求電子剤が多重結合と反応する
より安定
３級カルボカチオン
H3C
H
C
H3C
＋
C
H
2-メチルプロペン
H
H3C
H－Cl
δ+
δ-
求電子剤
①π電子が分極したHを攻撃
②H－Clの結合が切れる
③カルボカチオンの生成
（安定なカルボカチオンは？）
④Cl－がカルボカチオンを攻撃
C
H3C
＋
CH
H
＞＞
１級カルボカチオン
H3C
H3CC
H3CC
Cl
H
CH
H
塩化tert-ブチル
（主生成物）
CH
＋
H
Cl－
H3C
H
Cl－
H3C
H3CC
H
H
CH
Cl
塩化イソブチル
教科書p71
求核付加反応（nucleophilic addition reaction）
例：アルデヒド（－CHO）やケトン（－C=O）
ヒドリドイオン（求核剤）
δ－
δ＋
H3C
H
O
－
O－
OH
＋
C
CH3
アセトン
H3C
H3C
H3O
C
H
アルコシキドイオン
①求核剤が分極したカルボニルのＣを攻撃
②C=Oの二重結合開裂
③π電子がO上に移動
④求電子剤とアルコキシドイオンが反応
H3C
H3C
＋ H2O
C
H
イソプロパノール
教科書p71-72
脱離反応（Elimination reaction）
E1反応（単分子的反応・SN1とセットで覚える）
δ-
H3C
δ+
B（塩基）
Cl
C
CH3
CH3
2-クロロ-2-メチルプロパン
H3C
＋C
H3C
H
C H
H
早い反応
H3C
H
C
C
H3C
H
イソブテン
（2-メチルプロペン）
①分極したC-Cl 間でClに電子が引き抜かれ、カルボカチオンが生成
②正電荷を持つ炭素の隣の炭素に結合したHに求核剤（塩基）が攻撃
（ SN1では、正電荷を持つ炭素に求電子剤が攻撃した）
③C-Hの電子がC-Cへ移動し、二重結合が生成
教科書p72
脱離反応（elimination reaction）
E2反応（二分子的反応・SN2とセットで覚える）
B（塩基）
R
H
R
C
R
C
B
H
R
H
B
R
C
R
X
R
遷移状態
R
R
C
R
C
X
C
R
＋＋B－H
R
＋
X－
①脱離基（X)の付いた炭素の隣の炭素を求核剤（塩基）が攻撃
（SN2では、脱離基の付いた炭素を攻撃）
②C-Xの開裂、C-Hの開裂、C=Cの生成が協奏して起こる
（ SN2では、立体配置が反転した）
X
Ph ＝
E2反応の例
H
H
Br
Ph
高順位
Ph
C
C
Ph
メソ-1,2‐ジブロモ-1,2-ジフェニルエタン
Ph 高順位
(E)-1-ブロモ-1,2-ジフェニルエテン
（E,Z異性体については35ページ参照）
Ph
Ph
Br
C
E2脱離によって純粋なE体が得られる
H
Br
H
C
Br
H
Br
脱離は、ほとんど常にアンチ近平面形から起こる（重要！）
（反応に関わる原子（H,C,C,Br）が全て同じ平面（近平面）
にあり、HとBrは分子の反対側（アンチ）から離れる。）
E2反応の立体化学
E2反応では、Hに結合している炭素のsp3軌道とハロゲンに結合
している炭素のsp3軌道が生成物であるアルケンのp軌道になる。
脱離するHとハロゲンは、同じ平面状になければならない
（遷移状態で軌道が重なるように位置していなければならない）
HX
H
60°
0°
重なり型
（不安定）
ねじれ型
（安定）
X
シンペリプラナー
アンチペリプラナー
E2反応の立体化学
H
B
X
シン脱離
電子の豊富な塩基とハロゲン
が同じ側にいる（反発が大きい）
H
X
B
アンチ脱離
電子の豊富な塩基とハロゲン
が反対側にいる（反発が小さい）
章末問題(p73, 74） 2－(a) と 3－(a)
CH3CH2CH2OH + H－Br
δ＋
δ－
H
－
CH3CH2CH2OH + Br
＋
プロトン化したプロパノール
H
H
CH3CH2C ― OH + Br－
＋
H
CH3CH2CH2Br + H2O
臭素イオンの攻撃とH2Oの脱離が同時に起こる
2-(a)の解答・・・OHがBrで置き換えられているので置換反応
（二段目の反応はSN2的に進む）
章末問題(p74） 2－(b) と 3－(b)
δ－
OH
C
δ＋
CH3
H
+
触媒
＋
H O H
H
＋
C
CH3 + 2H2O
H
アルコールがプロトン化し、その後にH2Oが
自発的に脱離してカルボカチオンが生成する
＋
C
H
H
C H
H
+ H2O
塩基
＋
CH=CH2 + H3O
カチオンの隣の炭素に結合する水素がプロトン
として引き抜かれて、二重結合ができる
2-(b)の解答・・・OHが脱離して二重結合ができているので
脱離反応（E1)
章末問題(p74） 2－(c) と 3－(c)
H3 C
＋
CH3
C
＋
C
H
Br CH3
－
C C ＋ Br
H
CH3
H3C
Br
CH3
π電子が、臭素と反応
（102ページ参照）
＋
Br CH3
－
＋
Br
C C
H
CH3
H3C
Br
環状ブロモニウムイオン（中間体）
3員環の炭素はsp3混成
Br
H3C C
H
CH3
C
CH3
Br
臭素イオンは、3員環の反対側から
炭素を攻撃する
2-(c)の解答・・・Brが2つ付加しているので、付加反応

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