✏25【滋賀医科大】(医)ⅡⅢ有機

268

🍇こつぶ🐡

高校全学年

Ⅱカフェインの問題だから有機と思って解いたが無機だった(が、一応解いた)。

結晶水を含む溶解度計算、ジクロロメタンの極性分子と取り出しやすさの説明が少し時間がかかるか。
水と二酸化炭素の状態図の違いは基本。
分からない人には難問になるかも知れないが。

Ⅲ問1は、ジアミド物質の構造決定問題。
A→B+C+Dで加水分解が2カ所で起こり、Bを決め、Cを決め、Dが分かる。
問2は、3種混合溶液を系統分離するフローチャートを完成される。図を書くのが面倒。Bはカルボン酸、Cはアルデヒドで中性、Dはアミノ基から塩基と分かれば、よくあるパターンの応用かと。
一番最後の問いの、分液漏斗の取り扱い3つが面倒くさい。1つで良いのに、3つも書かせるから。
　
全体的に、有機は難問は無いが、説明を書かせる問いが多いから注意。

2025.09.29 公開

2025 滋賀医科大学有機化学難関大 chemistry 科学有機化学

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ノートテキスト

ページ1:

問2 アルドースA
CHOが
14(すなわから
図1の表記法を使って
な構
構造をもつ
thank you for visiting!
図1
単
を示す。
原
3 であ
68. C. Diz. B
(8)-(5)8628
示すが、ドー
) Bおよびはドース
ある。
(う)Dを構成する2種類のアルドースは、C1炭素以外のある1箇所の模
に結合するOH の立体配置が異なっている。
び、それぞれ記号で答えよ。
2 下線部
値が2.25
る。 10.00
5.00 x 105
*. *[mol)
になった。
答えよ。
(ア)
H
(1) 平衡状態
CHOH
(オ)
式で書け。
(エ)
CHOH
(ウ)
HON
(2)xの値を有
の一般式
炭素
(a) グルコースを、
オール構造を含む、
スからなる平衡混合
CHO
(2)
H-C-OH
HO-C-H
(4)1
H-C-OH
H-C-OH
HOHO
問3 下線部(C)につ
HO
CO2 を一部除去
O
図3
だが
1.00 × 10 Paの
CO2が4.00 × 10-mol溶解する
条件で考える。 全圧 5.00 × 10P を一定に保ったままCO2 を一部除去し
_
た後の混合気体中のCO2 の物質量の割合を2.00% とするとき 液体に溶
解させる CO の物質量 1.00mol あたれi...
位で有
効数字3桁で
構造をとる化合物Hについて、 C1炭素上のOHを一OCH」へと置換し、 環構
造をもつ型の化合物を得た。 化合物に反応剤Xを作用させると、化合物Fの
みが得られた。
る前の
t
t
(6) 1
CH2OH
グルコース
反応
アルドースA
図2 グルコースの反応 ((1)~(6)で示した炭素をそ
CH₂OH
OCH
/13
OH
H
HO
OH
図5 化合物Eの構造式
慮し
量の仕
ルクトース
物質量の比
順序を問わない
See you.
下線部について、グルコースおよびフルクトースが
の最終生成物の構造式と、 それぞれの
は解答欄)に記)
大例にならって解答欄に記せ。 グル
から順に記入す

ページ2:

Ⅱ 問1~問3の文章を読み, 以下の問に答えよ。 必要ならば, アボガドロ定数
NA = 6.0 × 1023/mol, 原子量として水素 1.0, 炭素 12,窒素 14,酸素 16, 塩素 35.5 を用いよ。
また,図1 (次頁)に二酸化炭素の状態図の概要を示す。 (配点33)
問1 コーヒーや茶の興奮作用の活性成分であるカフェインは,化学式C8H 10N4O2 (分子量194)
で表される有機化合物である。 常温常圧下において固体となる水溶性の化合物で,特に熱水に
はよく溶ける。カフェインの結晶は水和水を含んだ分子結晶であり, 通常は,カフェイン1分
子あたり1分子の水和水を含んだ,1水和物の状態になっている。 カフェインの無水物
(CH10N4O2) と1水和物 (CH10 N4O2H2O)は医薬品としても利用されている。
(1) 下線部 (ア)について, 結晶の種類を分子結晶以外に3つ挙げ,それぞれ名称を答えよ。
(2) カフェイン1水和物の結晶の密度はいくらか。 単位 (g/cm)を付け, 有効数字2桁で答え
よ。 ただし, カフェイン1水和物の結晶における単位格子の体積は9.8 × 10-22 cm であ
り,単位格子あたり4分子のカフェインと4分子の水を含むものとする。
(3)80℃で調製したカフェインの飽和水溶液 590gを20℃に冷却したとき,析出するカ
フェイン1水和物の結晶は何gか。 カフェインはすべて1水和物として析出するものと
し, 単位(g) を付け, 有効数字3桁で答えよ。 なお, 80℃ および 20℃の水に対するカフェ
インの溶解度(g/100g 水) は, それぞれ 18 および 2.0 とする。
問2 近年,カフェインを控えたい人のために, カフェインを除去したコーヒーや茶が販売されて
いる。カフェインが水だけでなく, ジクロロメタンやトリクロロメタン (クロロホルム)などの
有機溶媒に溶解する性質を利用して, 原料 (生のコーヒー豆や茶葉) の段階で, あらかじめカ
フェインを抽出し除去する方法で製造される。 特にジクロロメタンは, カフェインの溶解度が
大きいことと、処理後に原料から除去しやすいことから,海外で主に利用されている。
(イ)
(4) ジクロロメタンは (a) 極性分子と (b) 無極性分子のどちらか, 記号で答えよ。 また, その答
えになる理由を分子構造と関連付けて簡潔に説明せよ。
(5) ジクロロメタンと塩素からトリクロロメタンを生成する光化学反応の化学反応式を答え
よ。
(6) 下線部(イ) について, ジクロロメタンがトリクロロメタンよりも、処理後に原料から除去
しやすい理由を考えて簡潔に答えよ。
-11-
◆M2(772-15)

ページ3:

(7)不純物を含むカフェイン無水物 250mg に濃硫酸と触媒を加えて加熱し、窒素原子のすべ
てを硫酸アンモニウムとした。 これに十分量の水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱し,溶
液中のアンモニウムイオンをすべて気体のアンモニアとして発生させた。 発生したアンモニ
アをすべて 0.20mol/L 希硫酸 20mLに吸収させた後、 その溶液を 0.10mol/L 水酸化ナトリ
ウム水溶液で滴定したところ、過不足なく中和するのに30mLを要した。 もとのカフェイ
ン無水物の純度(質量百分率) を有効数字2桁で答えよ。 ただし, 不純物中に窒素原子は存在
しないものとする。
問3 コーヒーや茶からカフェインを除去する方法とし
て,気体とも液体とも区別のつかない状態の二酸化炭
(ウ)
素を用いて, カフェインを選択的に抽出して除去する
方法が実用化されている。この方法は、処理後の原料
(エ)
と二酸化炭素を分離することが容易であり, 用いた二
酸化炭素は回収して再利用される。
(8) 下線部(ウ)の状態にある物質全般を何とよぶか, 名
称を答えよ。
(9)図1において, 二酸化炭素が下線部(ウ) の状態にな
る領域はどこか, I ~ⅣVから選んで記号で答えよ。
P(Pa)
IV
T(K)
III
図 1 二酸化炭素の状態図 (概要)
(10) 点Aにおいて, 二酸化炭素はどのような状態で存在するか, 20字程度で答えよ。
(11) 下線部 (エ) について, 下線部(ウ) の状態の二酸化炭素を, 温度を一定に保ったまま、圧力を
大気圧 (1.013 × 105 Pa) に変化させて、処理後の原料から分離した。 このときの二酸化炭素
の状態変化について,この過程でみられる二酸化炭素の状態をすべて挙げて, 簡潔に説明せ
よ。
(12) 水の状態図の概要を図1と同じように表すとき, (a) 曲線の概形において, 図1と異なる
特徴は何か。 また, (b) 大気圧との関係において, 図1と異なる特徴は何か。 それぞれ下記
(a),(b) の語群から,いずれか1つの語句を用いて簡潔に答えよ。
語群: (a) 昇華圧曲線, 融解曲線, 蒸気圧曲線
(b)三重点,臨界点
-12-
◇M2 (772-16)

ページ4:

III 問1および問2の文章を読み,以下の問に答えよ。なお,原子量は水素 1.0, 炭素12,窒素 14,
酸素16とし, 構造式は例にならって書け。(配点33)
問1 化合物Aはアミド結合 (-NH-CO-) を2つもつ,炭素,
水素、窒素、酸素からなる芳香族化合物である。 化合物 A
の2つのアミド結合を加水分解すると化合物 B, C, D が
得られる。
例)
H
N-CH2-CH3
H
H
CH2
*
'ONa
H
CH3
CH3
化合物 A の分子量は300である。
•
化合物 A~D は, いずれも窒素一窒素, 窒素一酸素, 酸素一酸素間の結合をもたない。
.
化合物 B は,フェノールをニトロ化し,さらにニトロ基を還元することによって得られ
る, フェノールの一置換体である。
化合物Bのベンゼン環の水素原子1つを臭素原子に置き換えた化合物としては2つの異
(ア)
性体がある。
化合物 Cは,化合物 E を酸化することによって得られる芳香族化合物である。
化合物Eは炭素, 水素, 酸素からなるペンゼンのオルト二置換体であり、その分子量は
化合物 C の分子量よりも30小さい。
(1) 下線部 (ア) について,これら2つの異性体の構造式を記せ。
(2)化合物 E5.4mg を完全燃焼させたところ、二酸化炭素が 15.4mg, 水が 3.6mg 得られ
た。 化合物Eの組成式を求めよ。
(3) 化合物Eの分子量はいくらか, 整数値で答えよ。 また, その根拠について説明せよ。
(4) 化合物 C の構造式を記せ。
(5) 化合物 D の分子量はいくらか, 整数値で答えよ。
(6) 化合物 D が有しているカルボキシ基の数をx, アミノ基の数をyとする。 x,yをそれぞ
れ求めよ。 また, その根拠について説明せよ。
(7) 化合物 Dとして可能性のある構造式をすべて示せ。 もし、不斉炭素原子がある場合には
その不斉炭素原子に *をつけよ。
-13-
◇M2(772-17)

ページ5:

問2 化合物 F,G,Hは,それぞれ図1に示す構造をもつフェノール類である。 化合物 F,G,
H を有機溶媒に溶解した混合溶液から、 分液ろうとを用いてこれらの3種類の化合物をそれ
(イ)
ぞれ分離することを考える。 以下の問に答えよ。
HO、
HO
F
HO.
CH2-CH2-NH2
OH
H3C
H
HO、
HO'
G
H
図1
(8) 下線部 (イ) の混合溶液から化合物 F,G,H を分液操作によって分離する手順を,図2に
示すような流れ図で示せ。 なお, 使用できる試薬は, 希塩酸, 希水酸化ナトリウム水溶液,
および炭酸水素ナトリウム水溶液のみとし、 最初の分液操作に用いる試薬は希塩酸とする。
また, 分離した化合物が塩の場合は, 試薬を用いて遊離するところまで流れ図に含めること
とする。ただし、途中の水層,有機層に分離される化合物を書く必要はない。
XとYの混合溶液
試薬名
水層
有機層
|試薬名
化合物 X
化合物Y
図2 流れ図の例
(9) 下線部(イ) の混合溶液に用いる有機溶媒としてメタノールやアセトンを使用できない理由
を簡潔に説明せよ。
(10) 分液ろうとの操作に関して注意すべき点を3つ挙げ,それぞれ簡潔に答えよ。
- 14-
◇M2 (772-18)

ページ6:

I(その1)
(25滋賀医科大)
問(1)共有結合、イオン結合、金属結合
(2)C8HoNaO2・H2O カフェイン|水和物
=2123/m.1
4分子1格子中にあるので
4 M
4×212%/mu
NAV
60x1033 x 9.8×1522 cm³
=1.44÷1.4g/cm²
(3)カフェイン(1947/mui)の飽和溶液5900
の水景()は、
100
100 +18
x2
590
x=500g
18
析出するカフェイン1水和物をyとすると水は194+18
=18gだけ減少すれって20℃のときの溶解度は
y
212
水→
100
道→100+2.0
=
590-y
500-212 7-8258-87.69

ページ7:

I(その2)
2
(4)*
a
ジクロロメタンは正四面体構造になるが、
CH結合とC-C結合で電気陰性度に
差があるため
(5 x
CHzu2+ clz→CHc3+Hce
(6) 沸点が低いので蒸発させやすいから
2

ページ8:

IT
(7)
☆☆ アンモニアxmolとすると中和の求より
1xxx+1×0.10x30
L
mo)
1000
=2×120×20
/ 1000
x= 510x 10' mul
LIT
カフェイン無水物中、Nは4mol含まれるので
3
×100
0.20/01/
5.0x10ml×1/2×1947/ml×182mg
250mg
= 9% = 97%
☆(8) 超臨界流体
(9)皿
☆いの団体、液体、気体の共存
50×15
Pa
☆☆(11) 栗圧力を下げると超臨界流性から気体に変化し分離める
(12)(0)融解曲線の傾きが負になる
(b) 三重点が図はり低い位置になる
110×105
てのは5x10sPのが三重点
H2O は 1×10sPa
3
の位置

ページ9:

皿 (その1)
アミド
0-11-0-1-0☺☺
ロー
N-C-
を
加水分解
13
or
ニトロイロ
還元
Q
の
NH2
B
E
M+30
Y
オルト2提供
NO2
↓
なの
(順番など)
不明
By 2* [0] 23
Hを運殺し(アノ
異性体
☆
on
(1)
Br
OH
Br
NH2
NH2
30小さい
-CH3COOH
15
45
30?
(2)cm=15.4×12=4.2mgHM=3.6×1/2=0.4mg
44
015)=5.4-(4,2+0.4)=0.8mg
C:M:O = 4.27.0.44.0.81
:. C7H80
18
店
1:牛:1/2=7:8:1
4

ページ10:

皿(その2)
(3)Eの分子量=[CH80)n
=108m←(2)より
Cの分量=E+30=108m+30 (問題文より)
Bの分子量=109
OH
5 CGH, NO A
NAZ
(はり)
Aの分子量=300 (問題より)
よって
A+2H2O=
300+36
=109+(1087+30)+D
13 + C + D
だと左を越えるから×よってh=1
よってE=108(74分だから単位はつけない
(458
☆
C=138%/mm)
OH
3
H
On
CH3
(5)(3)より D=336-(109+138)=89
硫化
E
©
108
138
オルト
OH
coon
b

ページ11:

皿(その3)
6)
NH242
B+C+D
yNH2X1
NH2×1あり
2 x 11
あり
COOHX
x courtx)
あり
COUNxZ'
2個ずつある
x=1
y=1
D=899/mul
H₂--Cook
HN
16
28
45
2個ずつあるから
NHz. COUH 71
アミド結合する物質
○ 18 28 9/201
(CHI)
H₂N-C142-CH2-C-04
H₂N - EH-C-OH
CH3
6

ページ12:

皿(その4)
問
(8)
CHO
-
F.G.Hの混合溶液
- NH3 ce
4Hce希空能
50
ķ NaHCO3 is fish
水
水層
希水酸化ナトリらに
有機管
化合物 H
Jac-
☆NaOH水溶液
NMz命がFHCP
水層
希塩酸とか料
Te is it x
で
有機層
化合物下
仙合物G
Cove
中小
40
DLC
190
If
るる
(9)水と混じりやすいから
(10す。 振り混ぜるときときどきガスを抜く
,
9
上層の液体をとりだすときは上の共桍を外して取る
下層の液体を取りだすときは上の栓の小孔をあわせ、
下のコックを開いて取るク