17.2:ベンゼンとその誘導体の構造と性質

大きなアレーン

単一の六員環を含むほとんどのアレーンは、ベンゼンやキシレンのような揮発性液体であるが、環上に置換基を持つアレーンのいくつかは室温で固体である。 気相では、ベンゼンの双極子モーメントはゼロであるが、電気陰性または電気陽性置換基の存在は、分子間引力を増加させ、融点および沸点を上昇させる正味の双極子モーメントをもたらす可能性がある。 例えば、1,4-ジクロロベンゼンは、ナフタレンの代替としてモスボールの製造に使用される化合物であり、融点は52.7℃であり、ベンゼン(5.5℃)の融点よりもかなり大きい。

ベンゼンやベンズピレンなどの特定の芳香族炭化水素は、強力な肝臓毒素および発癌物質である。 1775年、イギリスの医師パーシバル・ポットは、煙突掃除として使用された小さな男の子の間で陰嚢の癌の発生率が高いことを説明し、それをすすへの曝露に帰した。 彼の結論は正しかった:ベンズピレン、煙突のすす、炭火焼き肉、およびタバコの煙の成分は、同定された最初の化学発癌物質であった。アレーンは通常3つのC=C結合で描かれていますが、ベンゼンは3つの二重結合が含まれている場合に予想されるよりも約150kJ/mol安定です。

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アレーンは通常3つのc=C結合で描かれていますが、ベンゼンは3つの二重結合が含まれている場合に予想されるよりも約150kJ/mol安定しています。 この安定性の増加は、環のすべての原子にわたるπ電子密度の非局在化によるものである。 アルケンと比較して、アレーンは求核剤が乏しい。 その結果、それらはアルケンのような付加反応を経ない;代りに、グループ–Eによってアレーンの–Hの取り替えを、–NO2のような、–SO3H、ハロゲン、またはアルキル基を、二段階プロセスで含むいろいろな求電子芳香族の置換の反作用を経る。 最初のステップは、ベンゼンのπ系に求電子剤(E)を添加し、カルボカチオンを形成することである。 第二のステップでは、環上の隣接する炭素からプロトンが失われる:

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最初のステップで形成されたカルボカチオンは共鳴によって安定化される。

アレーンは、π電子密度の非局在化に起因する安定性の増加のために、除去ではなく置換反応を受ける。

多くの置換アレーンは強力な生物学的活性を持っています。 いくつかの例としては、アスピリンやイブプロフェンなどの一般的な薬物や抗生物質、アンフェタミンやペヨーテなどの違法薬物、アミノ酸フェニルアラニン、以下に示すようなアドレナリンなどのホルモンが挙げられる。p>

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図:生物学的に活性な置換アレーン;キラル中心はアスタリスクで示されています。

アスピリン(antifever活性)、イブプロフェン(antifeverおよび抗炎症活性)、およびアンフェタミン(覚せい剤)は薬理学的効果を有する。 フェニルアラニンはアミノ酸です。 アドレナリンは圧力への”戦いか飛行”の応答を引き出すホルモンである。

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