第111回
問9
🧪 必須問題｜物理・化学・生物
芳香族性を示さない化合物
📋 問題文
芳香族性を示さないのはどれか。1つ選べ。
1
—
2
—
3
—
4
—
5
—
正解です！
素晴らしい！下の解説も確認してみましょう。
不正解です。正解は 3（シクロオクタテトラエン）です。
下の解説でしっかり確認しましょう！
解説を見る
▼
芳香族性の判定にはヒュッケル則を使います。
🔑 ヒュッケル則（芳香族性の条件）
以下の条件をすべて満たす環状化合物が芳香族性を示します：
① 環状（閉じた環をもつ）
② 平面構造（環を構成するすべての原子がp軌道を持ち、隣同士で重なれる必要がある）
・炭素はsp²混成になることでp軌道を持つ
・ヘテロ原子も同様：ピロールのN・チオフェンのSは孤立電子対をp軌道に収めてπ系に参加し、実質的にsp²混成と同じ役割を果たす
③ 完全に共役している（環全体でπ電子が非局在化）
④ π電子数が 4n+2 個（n = 0, 1, 2, …）
→ 2, 6, 10, 14… 個のπ電子で芳香族性あり
以下の条件をすべて満たす環状化合物が芳香族性を示します：
① 環状（閉じた環をもつ）
② 平面構造（環を構成するすべての原子がp軌道を持ち、隣同士で重なれる必要がある）
・炭素はsp²混成になることでp軌道を持つ
・ヘテロ原子も同様：ピロールのN・チオフェンのSは孤立電子対をp軌道に収めてπ系に参加し、実質的にsp²混成と同じ役割を果たす
③ 完全に共役している（環全体でπ電子が非局在化）
④ π電子数が 4n+2 個（n = 0, 1, 2, …）
→ 2, 6, 10, 14… 個のπ電子で芳香族性あり
各選択肢の判定：
| 番号 | 化合物 | π電子数 | ヒュッケル則 | 芳香族性 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ピロール（N含有5員環） | 6個（二重結合2×2 + N孤立電子対2） | 4×1+2 = 6 ◯ | あり |
| 2 | チオフェン（S含有5員環） | 6個（二重結合2×2 + S孤立電子対2） | 4×1+2 = 6 ◯ | あり |
| 3 ◯ | シクロオクタテトラエン（8員環） | 8個（二重結合4×2） | 4×2 = 8 → 4n則（反芳香族に近い）かつ非平面（浴槽型） | なし ◯ |
| 4 | ナフタレン（縮合2環） | 10個（5つの二重結合×2） | 4×2+2 = 10 ◯ | あり |
| 5 | アズレン（5員環+7員環縮合） | 10個 | 4×2+2 = 10 ◯ | あり |
💡 選択肢3（シクロオクタテトラエン）のポイント：
π電子数は8個で、ヒュッケル則の「4n+2」に当てはまりません（4×2=8は4n則）。
さらに8員環は平面構造をとれず浴槽型（タブ型）に歪むため、π電子の完全な非局在化も起こりません。
これら2つの理由から芳香族性を示しません。
π電子数は8個で、ヒュッケル則の「4n+2」に当てはまりません（4×2=8は4n則）。
さらに8員環は平面構造をとれず浴槽型（タブ型）に歪むため、π電子の完全な非局在化も起こりません。
これら2つの理由から芳香族性を示しません。
⚠️ 引っかけポイント：ピロールとチオフェン
5員環ヘテロ芳香族は「二重結合が2つしかない＝π電子4個？」と誤解されがちです。
NやSの孤立電子対2個がπ系に参加することで合計6個になり、ヒュッケル則を満たします。
一方、ピリジンのNの孤立電子対はπ系に参加しないので注意！
5員環ヘテロ芳香族は「二重結合が2つしかない＝π電子4個？」と誤解されがちです。
NやSの孤立電子対2個がπ系に参加することで合計6個になり、ヒュッケル則を満たします。
一方、ピリジンのNの孤立電子対はπ系に参加しないので注意！
臨床メモ
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💊 薬剤師 あおい
ピロールやチオフェン骨格は医薬品によく登場します。たとえばアトルバスタチン（リピトール）にはピロール環が含まれていますし、チオフェン環を持つ薬も多数あります。
アズレン（選択肢5）は消炎・抗潰瘍作用をもち、アズレンスルホン酸ナトリウム（アズノール）として胃炎や口内炎の治療薬に使われています。特徴的な青色が目印です。
