森

上総です。先週の問題いかがだったでしょうら合成)，メラミン樹脂(メラミンとホルムアルデヒドか。シックハウス症候群の原因物質，ホルムアルデから合成)，ビニロン(ポリビニルアルコールとホルムヒドに関する出題でしたが，問題自体はさほど難しアルデヒドから合成)など，合成繊維や合成樹脂にはくなかったのでは。目標の「5 分」できっちり解きホルムアルデヒドが用いられているものが多い。

きることができましたでしょうか。
それでは，まずは前回の問題の解答・解説です。

(ウ)

下図の点線で囲まれた部分から水分子が取れるとされる。(正確な反応機構は後述)
＜解答＞
( アH)

NイH

HCNCH

蒸気圧(HHOO

H

H

NH

NCHO)
(尿素樹脂(またはユリア樹脂)

エ)アルコールデヒドロゲナーゼは酸化還元酵素であ(ウり，これによりエタノールは酸化されアセトアルデヒ)

HHNNHHドとなる。

HCNNCHCH 2OO(オ)エタノールと同様の構造をメタノールがもっているため，エタノールと同様に酸化され，ホルムアルデ(エヒドに変化する。

)

酸化()

もう少し，ホルムアルデヒドについて掘り下げましホルムアルデヒドょう。ホルムアルデヒドは極性の大きな C＝O 二重結オ合をもち，反応性に富んだ物質です。そのため，問題文中にあるとおり，合成樹脂の原料にもなりますが，＜解説＞( ア

人体に対しては悪影響を及ぼすこととなります。
そのような毒性の強いホルムアルデヒドですが，出)ホルムアルデヒドの飽和蒸気圧は 25℃で約 5 気圧。

題されたとおり蒸発しやすい物質です。水素原子は炭すなわち，密閉容器中で内圧が約 5 気圧に達するま

素原子と結合しているため分子内に水素結合する構では蒸発することが可能であり，揮発性の高さが分か造をもたず，また分子量が小さいためです。一つ炭素る。

原子の多いアセトアルデヒドは分子量が大きくなる
ため比較するとやや蒸発しにくいです。ホルムアルデ(イヒドの沸点は約－19℃ですが，アセトアルデヒドの)沸点は約 21℃と約 40℃も異なることからも，ホルムフェノール樹脂(フェノールとホルムアルデヒドか1アルデヒドの蒸発のしやすさが際立ちます。(「アセRR－C O

X：トアルデヒドの沸点が常温付近」というのは知っておX→Rくと，まれに役に立ちます。)

C O－R

すなわち，建材などから蒸発しやすく，毒性の強い，ところで，この求核反応の起こりやすさはアルデ

ホルムアルデヒドを吸いこんでしまい，体調不良をおヒド＞ケトンであり，アルデヒドの中ではホルムアこしてしまうのがシックハウス症候群です。

ルデヒドで起こりやすいです。これはまず第一に炭さてこのホルムアルデヒド。なぜ反応性が高いの化水素基は電子供与性があるため，炭化水素基が結でしょうか。また，どのような反応をするのでしょ

合すればするほど，カルボニル基の炭素の正電荷がうか。

中和されてしまうからです。第二に，水素より炭化水素基の方がかさ張るため，カルボニル基の炭素原ホルムアルデヒドのような C＝O 二重結合をもつ子への求核剤の衝突が起こりにくくなるからです(立体障害といいます)。

物質をカルボニル化合物といい，C＝O 二重結合をカルボニル基といいます。(カルボニル基の少なくとも一方に水素が結合した官能基がアルデヒド基，両方に炭化水素基が結合した官能基がケトン基です。

R

アルデヒドやケトンはカルボニル化合物の一種だとR
C O＜Rいうことになります。)

ケトン
カルボニル化合物

H
C O

＜C O

H

H

アルデヒド

ホルムアルデヒドOO
R C

ホルムアルデヒドはこのように求核反応が起こり

R C
H

アルデヒド

O H

やすいので，自身がもつ酸素原子が他のホルムアルカルボン酸デヒドの炭素に対して求核攻撃をすることができます。したがっていくつものホルムアルデヒドが繋がR1 Cったパラホルムアルデヒドなどの化合物が生じるこR2Oとになります。

ケトン
H

この，カルボニル化合物ですが，カルボニル基の部分がC＝Oδ－δ＋H
C O

Hと分極しています。このため，

C O
H→

H

H

C OC O

HH

この正電荷を帯びた炭素原子に対し，負電荷を帯びた(電子の豊富な)原子やイオンが結合します。これパラホルムアルデヒドになると分子量が大きくなを求核反応といいます。

りますので，分子間力が強くなり，蒸発しにくくなります。ですから，問題中にあるとおり，通常このような状態で保存することになるわけです。

2

さて，求核剤として働くものに，ホルムアルデヒ
ド自身以外には具体的にどのようなものがあるのでしょうか。例えば，水やアンモニアは求核剤として働き得ます。酸素原子や窒素原子がやや強く負電荷を帯びていますので。また，水と同様の構造をもつアルコールや，アンモニアと同様の構造をもつアミンもまた求核剤として働きます。

3形成する反応となります。結果として，先の図では求核剤として働くももともと求核剤がもっていた炭化水素基である R3

H2O 水

R－OH アルコール－と R4－がつながったことになります。これがホルNH3 アンモニア

R－NH2 アミン

ムアルデヒドが人体に対し「悪さ」をする理由です。
人体は大部分がタンパク質でできています。このタンパク質中にもヒドロキシ基やアミノ基が数多くすでに糖類についての勉強はされたでしょうか。

存在しています。ですから，ホルムアルデヒドが作研伸生なら全ての理系クラスで 9 月に扱っています

用するとタンパク質どうしがつながってしまい，適から，頭に入っていないとおかしいですね(笑)

切な働きをすることができなくなるわけです。ところでなぜ糖類の話を急に持ち出したか。カンがいところで，人体に対して悪影響を及ぼすものはホい人なら分かるでしょうか。単糖類が鎖状構造になルムアルデヒドだけでしょうか。同様の反応はカルったり環状構造になったりする反応。あの環を形成ボニル化合物ならいずれも起こします。例えば，アする反応は，アルコール性ヒドロキシ基がカルボニセトアルデヒド。ホルムアルデヒドと比べれば確かル基の炭素原子に対して求核攻撃の結果起こるものに反応性が落ちますが，アルデヒド基をもっていまです。

す。エタノールが代謝されてアセトアルデヒドが生じますので，みなさんも成人してから飲酒する機会があるかもしれませんが，程度には気を使う必要がR1R1R2－C－OH

R2－C＝O状構造になるとアルデヒド基やケトン基をもちます

R3－OR3－OH

ので，やはり度が過ぎれば悪影響を及ぼします。

あるしょう。あとは，先も話題に上がった糖類。鎖ヘミアセタール構造

ところでホルムアルデヒド，「百害あって一利なこのようにしてできるヘミアセタール構造は不安し」なのでしょうか。実は，橋渡しの構造を作るの定な構造であるので，次のように，たちどころに反は，何もタンパク質間だけではありません。問題の応が進行し，アセタール構造となります。ただし，解説の中でも書きましたが，尿素樹脂，メラミン樹5 員環や 6 員環を形成すると安定化するので，単糖脂などはアミノ基の間を，ホルムアルデヒドを作用類はヘミアセタール構造をとることができるのです。

させることでつなぎ，立体網目状構造とすることで作られる樹脂です。ビニロンはポリビニルアルコー
ルのヒドロキシ基をアセタール化することによって，

R1
R2－C－OH HO－R4

過度な吸湿性を低下させ，適度な吸湿性とした合成

R3－O繊維です。教科書で登場する物質以外でも，例えばR1H＋「形状記憶シャツ」などもホルムアルデヒドが活躍

R2－C－O－R4 ＋ H 2Oしています。セルロースのヒドロキシ基の間を結びR3－Oつけることで，分子どうしがお互いにずれなくなり，形が保たれるのです。このように，ホルムアルデヒ

アセタール構造

ドはその反応性の高さから，様々な物質を作るのに利用されています。

アセタール化は，糖類でいえばグリコシド結合を4高分子分野で，色々な物質と関連して頻出のアルデヒドの反応性。この機会に整理しておきましょう！

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