ページ3:

問1 アニリンから塩化ベンゼンジアゾニウムを合成する際の反応式を示しなさ
い。また,この反応は0~5℃の低温で行うが,その理由を答えなさい。
問2 化合物Cの構造式を示しなさい。
問3 化合物Cに0℃で塩化ベンゼンジアゾニウムを加えて得られる化合物の構
造式を示しなさい。
問4 化合物Dの構造式を示しなさい。 不斉炭素原子があれば,その炭素原子に
*をつけなさい。
問5 化合物 AおよびBの構造式を示しなさい。 不斉炭素原子には*をつけなさ
い。
問6 図に示すD型とL型のアラニンの構造を参考にして,化合物 E の立体異性
体のうち, 鏡像異性体の関係にある分子の構造式をそれぞれ示しなさい。ただ
し、図中の実線は紙面上にある結合 くさび型の太い実線は紙面手前への結
合, くさび型の破線は紙面奥への結合を示す。
HỌỌC.
NH2
H2N.
.COOH
H
CH
H
D型のアラニン
L型のアラニン
12-

ページ4:

皿(その1)
←回
Du=20-1=54
④B... Cq H 10 0 3
とこ
(26 神戸大)
C=0X
*あり
(1)日
NaHCO3,
✓
(3)
NaHCO3 CU2Aとけた COCMあり
④はOHかエステル
③国は
(2) A アルカリ
中和
+H+HBC6H.O+C3H603
加水分解
©
D
しない
フェノール?
乳酸?
"
-
(CH?となる
Du = 5 ok
(3) Ⓐ) 18
粘るな方法で
© +②
C6H6O CHOOS
Naoltag
0 0
B+
溶解
20
+14+
い
0.
とけて
(4) ©
NartSes
Hは
03
フェノール<CD2
だからO
×
COZX
D)
(5) ⑩ NaHCO3) CO2
+
CH3--500
+14+
CH?
OK
乳酸
1

ページ5:

皿(その2)
N₂ce
(6) © +
221-12
赤橙色固体
(n) 2B + Ho-(CI);"
i
N=N-04
E +21/20
E
0- C
7 - 1-0 - (CH2)2-0-1-(-0-())
CH3
CHZ
Pa
NH₂
NzQ
+NA+H
+ NaNO2 + 2HQ->
5°C以上だと塩化ベンゼンジアゾシウムがわ水分解
するため
P.03
24
HQ
π
N=N-01
40-C *-C-01
CH3
2

ページ6:

並(その3)
H
Pots A
-O-C-C²- OH
H
CH43
CH3
1:53452317
P.16
H
H3C
36 = 1846.re
C
i
C - O
11-"
CH3
-
CHÍCH SO
CH2-CH2-0 - c
(-O-CH2-CH₂-0
-
--0
CH₂ H
0
-
H
C173
3

ページ7:

IV 次の文章を読んで、 問1~6に答えなさい。 (配点18点)
アミノ基-NH2 とカルボキシ基-COOH が同じ炭素に結合しているアミノ酸
は,α-アミノ酸と呼ばれ, 側鎖 Rが結合した構造 NH2-CH(R) - COOH をとり、
結晶中では分子内で正と負の両電荷をもつ双生イオンになる。 双生イオン化したア
ミノ酸は極性が非常に高いため, たとえばグリシンなどのアミノ酸は ア ま
たは イ などの溶媒にほとんど溶けない。 また、アミノ酸の中には,側鎖に
電離性官能基をもつものがある。 たとえば, グルタミン酸は側鎖Rが
-CH2-CH2-COOH であり, ウ アミノ酸と呼ばれる。 一方, リシンは側
鎖Rがー (CH2)4-NH2であり、 I アミノ酸と呼ばれる。
水溶液中のアミノ酸はpHに応じて正や負の電荷を帯びるが,特定のpHでは正
味の電荷が 0 になる。 このpHを等電点という。 たとえば,アラニンは側鎖 Rが
メチル基 -CH であり、 図1のような平衡状態にあるが,これらの割合は pH に
よって変化する。
OH¯
OHT
CH3-CH-COOH
NH3+
= CH3-CH-COO¯
H+
NH31
CH3-CH-COO-
H+
NH2
陽イオン
(A+)
双生イオン
(A)
陰イオン
(A¯)
図 1
アラニンの陽イオンをA+, 双生イオンを A, 陰イオンをA-としたとき, 水
溶液中では次のような電離平衡にある。
A+1 A+ + H+
電離定数 K,=5.0 × 103mol/L
A ⇌ A + H+
電離定数 K2 = 2.0 × 10-mol/L
等電点ではアミノ酸の陽イオン, 双生イオン, 陰イオンの電荷の総和が 0 となる
(A)
ことを利用すると,上記の電離平衡式からアラニンの等電点を求めることができ
る
- 13-

ページ8:

アミノ酸同士は脱水縮合して オ 結合を形成し,それぞれ固有の形や機能
をもったタンパク質となる。 タンパク質は熱や極端なpHの変化によって変性して
機能を失うことがある。
(B)
タンパク質の変性はある種の化学反応とみることができる。 あるタンパク質の熱
(C)*
変性について,反応速度定数 k [/s] の自然対数 logekを縦軸に, 絶対温度 T [K] の
逆数 1/T[/K] を横軸にとったグラフを描いたところ図2のような直線になった。
logek
-3
-5
-6
-7-
0.0031 0.0032 0.0033 0.0034 0.0035 0.0036
1/T[/K]
図2
この反応の速度定数kと温度Tは下記のアレニウスの式に従うものとする。 A
は頻度因子と呼ばれる定数で, Ea [J/mol] は活性化エネルギー, eは自然対数の底
を表している。なお,R は気体定数で 8.3J/ (mol・K)とする。
問1
-Em
k = Ae RT
イ
にあてはまる化合物名を以下の選択肢 ①~④の
ア および
中から選び、番号で答えなさい (順不同)。
① n-ヘキサン
② ギ酸
(3) ベンゼン
④ 水
2
ウ
~
オ にあてはまる適切な語句を答えなさい。
- 14-

ページ9:

問3 下線部(A)に関して,アラニンの等電点を計算し, 有効数字2桁で求めなさ
い。
問4 下線部(B)に関して、 以下の記述のうち, タンパク質が変性する理由として正
しいものを以下の選択肢 ①~⑤の中から2つ選び、番号で答えなさい。
① 熱や極端なpH変化によって,タンパク質のアミノ酸配列が変化するた
(2)
め。
熱や極端な pH 変化によって, タンパク質内の共有結合が切断されるため。
熱や極端な pH 変化によって, タンパク質の一次構造を支えるジスルフィ
ド結合 (S-S結合) が還元されるため。
④ 熱や極端なpH変化によって, α- ヘリックスや β-シートなどの二次構造
を維持する水素結合が切断されるため。
(5 熱や極端な pH 変化によって, タンパク質の三次構造を支える水素結合や
イオン結合が破壊されるため。
問5 下線部(C)に関して, グラフの傾きを計算し, 有効数字2桁で求めなさい。 な
お,下記の表1に記載されている300 K および310Kのときの1/Tとlogck
の値を必ず用いて計算すること。
表1
絶対温度 T [K]
1/T[/K]
logek
300
3.33 × 10-3
-4.61
310
3.23 x 10-3
-3.51
問6 下線部(D)について,この反応の活性化エネルギー Ea を計算し, 有効数字 2
桁で求めなさい。 なお、 問5で求めた傾きの値を必ず用いて計算すること。
-15-

ページ10:

IV (kal)
c順不同
問
13 ①
問2 酸性塩基性オペプチド
[A+][HT]
[A-] [H+]
ki
K₁ = A + ]
[A+]
Ke
[AI]
· kixk₂ = [A=] [HT][A][H + ]
:kixK2=[A]I
メ
[A]
[A]
[A-]
[H+]?
[A]
等電点ではCATコネ[A]より、
2
①式=〔J
[144]=
ii [H+] = √ Kik₂ = √√5.0×1003 ×x2.0×1000
L
1×10-6
4
・PH=6.0

ページ11:

(その2)
問4
変性の正しいもの2つ選してい
④ ⑤
水素イン紹合が切断される
問5表とグラフより傾きは
logekより
軸ため
1/T←検紬
←根物
logek -35146))
=
3.23×103-3.33× 10-3
-
0.1×103
-1.1×104k
-Ea
問 k=Aeで両自然対手を取ると
長い
logek=logeA一部
logek = loge A_Ea 12" 300K ? To
Ea
3106972
とすると
Ea
①logekologeターズデ
loge ki = loge A- ETD logek₂ =loge A-RET
①-②
RTI
(六一六)
loge k 1-lagak2 = -1 ^ ( — — - ——₂)
= loge₤12
Ea (3.33 × 10 3 - 3,23 x 10-3)
-
8.3
1.1 Ea=人1×83×104=9.13×104
1× 10-4
0
5
=
19.1 X 10 + 3/mol