Acidic Amide Hydrolysis
アミドの酸性加水分解
酸性アミド加水分解：p-ニトロアセトアニリド → p-ニトロアニリン＋酢酸
出発物から生成物へ
反応の基本形
R–CO–NHR' + H₂O + H⁺ → R–COOH + R'–NH₃⁺
アミドが酸性で加水分解され、カルボン酸とアミン（アンモニウム塩）に切れる求核アシル置換である。
反応機構（段ごと）
巻矢印はA＝攻撃 / B＝脱離・π形成 / C＝プロトン移動。本文の (A)(B)(C) は図中の同色の矢印を指します。
カルボニル酸素のプロトン化（活性化）
試薬・条件H3O⁺
カルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。酸素O6の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。がヒドロニウムのプロトンH41を奪い(C)、O40–H41電子がO40へ戻って水になる(B)。プロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。でC5の求電子性が上がり、水の付加を受けやすくなる（カルボニル基の活性化）。
水の求核付加（四面体中間体）
試薬・条件H2O
水O30の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。がカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。炭素C5を攻撃(A)、C5=O6のπ電子がO6へ降りて中性のOHになる(B)。C5が四面体（sp3）になり、付加した水酸素O30は正電荷（オキソニウム酸素が結合を1本多く持ち、酸素上に正電荷が乗った陽イオン。プロトン化で生じる。）を帯びる。
脱プロトン（中性の四面体中間体）
試薬・条件H2O（塩基）
水O40がオキソニウム酸素が結合を1本多く持ち、酸素上に正電荷が乗った陽イオン。プロトン化で生じる。O30⁺のプロトンH32を引き抜き(C)、O30–H32電子がO30へ戻って中性のOHになる(B)。C5上にOHが2つと窒素が付いた中性の四面体中間体カルボニルに求核剤が付き、炭素がsp3の四面体形になった中間体。（ジェミナルなジオール–アミン型）になる。
窒素のプロトン化（良い脱離基にする）
試薬・条件H3O⁺
窒素N8の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。がヒドロニウムのプロトンH44を奪い(C)、O40–H44電子がO40へ戻る(B)。N8が正電荷を帯び、C–N結合が切れたとき中性アミン（弱塩基）として抜けられる＝良い脱離基結合の電子対を持ったまま分子から抜けていく原子や原子団。抜けたあと安定なほど良い脱離基となる。に変わる。これが酸性加水分解の要。
Q.なぜ窒素をプロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。する必要があるのか
A.中性のアミドアニオン（R2N⁻）は強塩基＝悪い脱離基で、そのままでは抜けない。プロトン化して中性アミンにすれば、安定な分子として脱離できる。脱離の良し悪しを酸で作り込んでいる。
C–N開裂：アミンが脱離（プロトン化酢酸の生成）
OH酸素O6の孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。がC5=O6の二重結合を作りに行き(B)、玉突きでC5–N8結合の電子がN8へ降りて、p-ニトロアニリンが中性アミンとして脱離する(B, 脱離矢印)。C5側はプロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。された酢酸（–C(=O⁺H)–OH）になる。
脱プロトン（酢酸の完成・触媒再生）
試薬・条件H2O（塩基）
水O40がプロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。酢酸のO6⁺上のプロトンH41を奪い(C)、O6–H41電子がO6へ戻って中性の酢酸になる(B)。プロトン化で借りた酸（H3O⁺）がここで再生＝酸は触媒反応を速めるが、自身は反応の前後で消費されず再生される物質。。最終的に p-ニトロアニリンと酢酸が得られる。
なぜこう進むのか
- 原理
- アミドはカルボン酸誘導体で最も反応性が低い（共鳴1つの構造式では描き切れない電子の広がりを、複数の極限構造で表す考え方。で安定）。だから加水分解には酸（または塩基）と加熱が要る。酸性機構の骨格は『カルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。をプロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。して活性化→水が付加して四面体中間体カルボニルに求核剤が付き、炭素がsp3の四面体形になった中間体。→窒素をプロトン化して良い脱離基結合の電子対を持ったまま分子から抜けていく原子や原子団。抜けたあと安定なほど良い脱離基となる。にする→C–N開裂でアミンを追い出す』。アセチル基を外して保護を解く操作（先に付けたアセチル保護の除去）。
- 選択性
- Q.なぜ N 側（アミン）が抜けて、O 側（酢酸）が残る向きに進むのか
A.四面体中間体反応の途中で一時的にできる、ある程度の寿命を持つ化学種。遷移状態とは別物である。からどちらが抜けるかは脱離基の良さで決まる。窒素をプロトン化して –NH2Ar⁺ にすれば中性アミン（弱塩基）として抜けられる。一方カルボニル酸素側は再びC=Oに戻る方が安定。だから C–N が切れて酢酸とアニリンに分かれる。 - 駆動力
- 大過剰の水と加熱で平衡を加水分解側へ。生成した p-ニトロアニリンは後で塩基で遊離させて単離する。前提：本機構は酸性（希H2SO4/H2O還流）での加水分解として描いた（塩基性NaOHでも進むが機構は別）。
近い反応・対になる反応
同じ中間体・対になる選択性・連続する変換など、位置の近い反応です。反応マップで全体の中での位置も見られます。
機構の正しさを機械で確かめる
原子の保存・電子の流れ・生成物への到達を機械で検証しています。妥当な経路は複数ありえます。
検算の内訳を見る
| 矢印⇄結合変化の整合 | 整合 — fail=0 / check=0（全6段） |
|---|---|
| 電荷保存 | 保存 — 全段で電荷保存 |
| 中間体の鎖の連続 | 連続 — 中間体の鎖が連続 |
| 生成物への到達（内部整合） | 到達 — 看板の生成物が機構中で実際に生成 |
| 生成物の分子式 | C6H6N2O2 |
| PubChem 照合 | 緑・完全一致（CID 7475） 4-nitroaniline |