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有機化学の構造決定の問題です。
問4についてなのですが、なぜ写真にあるような脱水後の化合物は有り得ないのでしょうか?(脱水前の化合物Cの構造は解答と同じです。)

H C = C ACH - *CH-CH3 H CH I C=C M CH Ó H ↓脱水 "CH-CH-CH CH2 1
【1】 2022年 東北大学前期目標 以下の鈴木一宮浦クロスカップリング反応に関する説明と、 実験1から実験7、 および実験8から実験15に 関する記述を読み、間1から問5 および問6から問10に答えよ。 なお、立体異性体に関して、不斉炭素原 子に由来する立体異性体は区別しないが、炭素間の二重結合に由来す シートランス異性体は区別することとする。 構造式や不斉炭素原 子の表示 (*)を求められた場合は、右の(例1)にならって書け。 原子量はH=1.0、C=12.0、0=16.0を用いよ。 鈴木一宮浦クロスカップリング反応は、炭素-炭素結合を (例1) H OH H CH CHCH H 8-08. 作るための反応として知られている (2010年ノーベル化学 B (OH)=+Br- 賞。 ①式に、2つのベンゼン環を結合させる鈴木一宮捕ク 合した化合物とベンゼン環に-Brが結合した化合物とを適切な触媒を用いて反応させると、 ホウ素原子 ロスカップリング反応の例を示す。 鈴木一宮浦クロスカップリング反応では、ベンゼン環にB(OH)2が結 が結合していた炭素原子と臭素原子Brが結合していた炭素原子との間で結合が形成される。 実験1 炭素 水素 酸素のみからなる芳香族化合物A1 molを水酸化ナトリウム水溶液で完全に加水分解 した後、酸性になるまで希塩酸を加えたところ、 化合物B C Dがそれぞれ1 molずつ得られた。 実験 化合物CとDは分子量150以下で炭素 水素、酸素のみからなる。 化合物CとDはどちらも200mg を完全に燃焼させたところ、二酸化炭素528mgと水216mgのみが生成した。 実験3 化合物Cにヨウ素と水酸化ナトリウム水溶液を加えて温めると、特異臭をもつ黄色沈殿を生じた。 一方、化合物Dは同様の反応条件で黄色沈殿を生じなかった。 実験4 化合物CとDはどちらも金属ナトリウムと反応して水素を発生した。 実験5 化合物Cは不斉炭素原子を2つもつ。 化合物Cに適切な触媒を用いて水素を付加させたところ、 分子量が2.0増加した化合物Eが得られた。 実験 化合物を濃硫酸と加熱すると、 b 分子量が18.0減少した化合物が得られた。 実験7 化合物Dは炭素原子5個以上からなる環状構造をもつ。 化合物Dを適切な条件で酸化すると、分子 量が2.0減少した化合物Fが得られた。 化合物Fは銀鏡反応を示した。 問1 化合物Cの分子式を書け。 問2 次の文章を読み および ア イ にあてはまる構造を (例2) (例2) にならって書け。 CH3-CH2-C-O- --- 実験3の下線部a) の反応はヨードホルム反応とよばれる。 ヨードホルム 反応は、分子中に アの構造をもつケトンやアルデヒド、または酸化によって ア とな るイの構造をもつアルコールに特有の反応である。 問3 化合物の構造式を書け。 不斉炭素原子には*印をつけよ。 問4 実験6の下線部(b)の化合物として考えられる異性体の構造式をすべて書け。 不斉炭素原子が存在す る場合は、不斉炭素原子に印をつけよ。

Answers

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実験6で、「濃硫酸で加熱し、分子量が18減った化合物ができた」とあります。東北大の問題はヒントがわざと不親切なのは例年通り。
18減ったのは脱水と気づきますが、濃硫酸で脱水させるなら、大学入試問題ならば160~170℃でやらないといけません。しかし、その記述が無い。わざと書いていないと思いますが、不親切と思います。
まあ、書いてなくても気づいて解きなさいというのがこの大学の問題のスタイルです。

さて、この濃硫酸で脱水をさせた場合、教科書では160~170℃でアルケン、130~140℃でエーテルができるのはご存じかと思います。

今回の問題は、分子量18減ったとありますから、エーテルでなく、アルケンが生成したとなります。したがって、質問のような脱水は濃硫酸では不可能です。

以上で回答終了です。

OHを引っこ抜いて、環状アルケンにするのは非常に難しいです。もし、このような反応が大学入試問題に出るなら、反応機構が無いと無理です。仮にOHが脱水して環状になったとしても、Oを含んだ環状のエポキシ構造はあるかもしれませんが、シクロアルカンになる脱水は濃硫酸では考えられません。

東北大問題は、ヒントがわざと説明不足はありますが、高校で習わない反応が出題される場合はほぼなく、仮にあっても必ず説明不足かもしれないがヒントは作る大学であり、長文の良問有機問題を出題すると思っています。

関係ない話が多くなりすいません。長くなりました。
脱水アルケンなら普通はザイツェフ則から構造を推定しますが、
今回の問題はザイツェフを無視し、主生成物だけでなく、副生成物のアルケンも考えなさいと書いてないけど(無言で)言っている。
そのための濃硫酸です🙇

あるごん

疑問に思っていた点を細かい所まで説明して下さり、本当にありがとうございました!!

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