Chemistry
มัธยมปลาย
この問題の解き方が分からないです。どこから手をつけたら良いかも分からず、解説を読んでも理解が出来ないです。一から教えていただきたいです、お願いします！
（有機化学の構造決定問題です。解答解説も添付済みです。）
BC12H1402 の芳香族化合物の構造推定 分子式がCHO2である中性の芳香族化合物
Aについて次の実験を行った。 化合物 A~G の構造式を記せ。
実験1 化合物 Aを加水分解したのち、その溶液を酸性にしたところ, CeHgO2の分子
式をもつカルボン酸Bと中性の化合物Cを生じた。
実験2 化合物Cはナトリウムと反応し、水素を発生した。
実験3 化合物Cは臭素と反応し、臭素が付加した化合物Dを生じた。
実験 4 化合物Dは K2C1207 と反応し、中性の化合物E を生じた。 化合物DおよびEは,
いずれもヨードホルム反応に陽性であった。合
実験 5 カルボン酸Bを酸化すると, CgH6O4 の分子式をもつ化合物Fを生じた。 化合
物Fを加熱したところ,分子内で脱水して化合物Gを生じた。
(11 東邦大 改)
有機化合物
BC12H14O2 の芳香族化合物の構造推定
解答 A COO-CH-CH=CH2 B
・CH3 CH3
C CH3-CH-CH=CH2 D CH3-CH-CH-CH2 E CH3-C-CH-CH2
COOH
•CH3
OH
OH Br
Br
F
COOH
G
CO.
・COOH
CO
読解問題文を次のように考えて構造を推定する。
分子式がC12H14O2である中性の芳香族化合物Aについて次の実験を行った。
ン酸Bと中性の化合物Cを生じた。
HO THEY
実験 1 化合物Aを加水分解したのち、その溶液を酸性にしたところ, CeHgO2の分子式をもつカルポ
Dは第二級アルコールであり,これを酸化するとケトンEが得られる。
酸化
どもヨードホ
ドホルム反応を示す。
O Br Br
CH-CH-CH-CH2
OH Br
化合物D
Br
|CH3-C-CH-CH2
0 Br Br
化合物 E
1はヨードホルム
反応を示す構造
1はBとCから生じるエステルであり、次のようになる。
COOH
CH3
カルボン酸 B
'+CH3-CH-CH=CH2
~CH3 CH3
化合物 A
エステル化 COO-CH-CH=CH2
OH
化合物 C
© CeHio のアルケンの構造推定
実験2 化合物Cはナトリウムと反応し, 水素を発生した。
実験3 化合物Cは臭素と反応し, 臭素が付加した化合物Dを生じた。
CH3
B
解答 A
CH3 C CH3 D CH2
CH
C
CH
実験 4 化合物Dは K2C1207 と反応し、中性の化合物Eを生じた。 化合物DおよびEは、いずれも
ヨードホルム反応に陽性であった。
(1)
H2C
CH H2C SCH
H2C
H2C-CH
H2C-CH2
CH2 H2C CH2
HC=CH
H₂C-CH2
H H-C-OH
CeHioの不飽和度は、
I CH2-CH2
CH2-CH2/
次のように求められる
C=0
不飽和度=
2×6+2-10
=2
2
この化合物は環状のアル
K
O
ケンであり、環状構造と
2CH2-C
2CH2-C
二重結合を1つずつもつ
CH3-CH
0
ことがわかる。 これは不
CH2-C
飽和度が2であることと
一致している。
実験5 カルボン酸Bを酸化すると, CgHsO4 の分子式をもつ化合物Fを生じた。 化合物Fを加熱し
たところ,分子内で脱水して化合物Gを生じた。
■Aの分子式をベンゼン環とその他にわけ, C6H5-C6HgO2 と考えると, ベンゼンに結合している基
には二重結合または環状構造が2つある。 0が2つなので, まずカルボン酸, エステルを疑う。
2Bの分子式がCBH8O2 なので,Bにベンゼン環が含まれることがわかり, 芳香族カルボン酸
CHCOOH となる。 Aはエステルである可能性が高い。
3Cにはヒドロキシ基-OH があり, アルコール CH7OHと考えられる。
4Cの炭素原子間には, 二重結合または三重結合がある。
⑤アルコールDを K2C1207 で酸化することによって, 中性のアルデヒドまたはケトンを生じる。
GDもEもヨードホルム反応を示すので,DはCH3-CH(OH)-Rの構造をもつ第二級アルコール,
EはCH3-CO-Rの構造をもつケトンである。
10.
7F の分子式 CeH6O4 から, 2つのカルボキシ基をもつと考えられる。Fの加熱で分子内脱水がおこ
るので,それらはオルト位にある。Bにはカルボキシ基とメチル基があり、これを酸化すると, メ
チル基-CH が酸化されて-COOH となり、 2価の芳香族カルボン酸Fになる。
解説 7から, カルボン酸Bはo-メチル安息香酸であり, Fはフタル
酸, Gは無水フタル酸である。
COOH 酸化
~CH3
-メチル安息香酸
( 化合物F)
CH3-CH-CH=CH2
OH 化合物 C
HO
HD
COOH 脱水
CO
COOH
CO
フタル酸
(カルボン酸 B)
無水フタル酸 HO
( 化合物 G)
346 から 中性の化合物CはC4H7OHで
表される不飽和アルコールである。 Cには
CHCH (OH)一の構造が含まれ,また, 不飽和結合が含まれるので 図
のように構造を推定できる。 Cと臭素を反応させると、次の付加反応が
おこり,化合物Dが生じる。
Br2
CH3-CH-CH-CH2
付加
OH Br Br 化合物 D
CH3-CH-CH=CH2
OH 化合物 C
977721
C12H1402の不飽和度
は、次のように求められ
不飽和度=
2x12+2-14-6
2
ベンゼン環の不飽和度は
4なので、ベンゼン環以
外の構造中に, 二重結合
または環状構造が合計2
個含まれることがわかる。
E HOOC-CH2-CH2-CH-COOH
F CH3-C-CH2-CH2-CH2-COOH
CH30
GHOOC-CH2-CH-CH2-COOH
CH3
(2)(i)JEKG
(ii) J
CH2 O
CH-C
SE CH3 O
読解問題文を次のように考えて構造を推定する。
|称な構造をもち, Aは不斉炭素原子をもつ。一方, CとDは対称な構造をもつ。A~Dを過マンガ
化合物A~Dは, 分子式がいずれも C6H1 の五員環のアルケンである。 AとBは, それぞれ非対
|ン酸カリウムで加熱しながら酸化したところ, A~CはE~Gをそれぞれ生成した。一方,Dの酸
|化ではHとIを生成した。 Hはさらに酸化されて二酸化炭素と水になった。 E~日は酸性を示す化
合物であった。 また, Fはヨードホルム反応に陽性で, Gとは対称な構造をもつ化合物であった
(2) EIの中には, P4010 と反応して環状化合物」 およびKをそれぞれ生成するものが見られた。
Jは不斉炭素原子をもつが, Kは不斉炭素原子をもたなかった。また,JとKは水と反応するとも
との構造にもどる性質をもつ。
分子式 C6H10 は CH2-2型で、五員環のアルケンである。 したがって, A~Dはメチルシクロペン
タンの炭素骨格をもち, 二重結合の位置が異なる異性体である。
A,Bは五員環に対して二重結合と側鎖が非対称になる位置にあり,C,Dは二重結合とが
対称になる位置にある。
A~Cの酸化では、環状構造内にある二重結合が切断され, カルボニル基かカルボキシ基をもつ
BDの酸化では、2種類の化合物HとI が生成するので, 二重結合は環状構造内にはないと考えられ
状の化合物EGが生成する。
る。
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