有機化学のオキテ29
掟29. 分子式で炭素数が９以上の芳香族化合物についての問題は、まず問題文より必要な構造のみにしぼって考察すべし。
問題
化合物Ａはオルト位に２つの置換基をもつ芳香族化合物で、分子式はC9H10O2で示される。この化合物Ａを加水分解すると、分子式C2H4O2の酸性を示す化合物Ｂと分子式C7H8Oの酸性を示す化合物Ｃの等量混合物が得られた。化合物Ａ、ＢおよびＣのそれぞれに塩化鉄（Ⅲ）水溶液を作用させると、化合物Ｃは呈色反応を示した。化合物Ｃを過マンガン酸カリウム水溶液で酸化すると、分子式C7H6O3で示される化合物Ｄが得られた。化合物Ｄは化合物Ｃと異なり、炭酸水素ナトリウム水溶液に溶解した。硫酸を触媒として化合物Ｄを無水酢酸と反応させると、解熱・鎮痛剤として内服薬に用いられる化合物Ｅが得られた。この化合物Ｅは塩化鉄（Ⅲ）水溶液に対して呈色反応を示さなかった。
一方、加水分解反応により得られた化合物Ｂに硫酸を触媒としてエタノールを作用させると、分子式C4H8O2で示される化合物Ｆが得られた。
- 問1. 化合物Ａ、ＣおよびＤの構造式（示性式）を下図の例にならって記せ。
- 問2. 化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、ＥおよびＦの中で、炭酸水素ナトリウム水溶液に溶解する芳香族化合物の名称を記せ。
- 問3. 下線部の反応の名称を記せ。
解答と解説
＜解答＞
- 問1.
- 問2. アセチルサリチル酸
- 問3. アセチル化
＜解説＞
問1～3 芳香族化合物Ａは分子式がC9H10O2であり、かつ加水分解されるため芳香族エステルであると考えられる。Ａを加水分解して得られた化合物Ｂは分子式C2H4O2の酸性物質なので酢酸である。Ｂと同時に得られた化合物Ｃは塩化鉄（Ⅲ）に対して呈色反応を示す（フェノール類）分子式C7H8Oの酸性物質であり、Ａがオルト位の２置換体なので、Ｃはｏ－クレゾールと決まる。Ｃを過マンガン酸カリウム溶液で酸化すると分子式C7H6O3で示される炭酸より強酸の（カルボン酸の）化合物Ｄが得られる。さらにＤを硫酸を触媒として無水酢酸と反応させると（アセチル化）、塩化鉄（Ⅲ）に対して呈色反応を示さず解熱鎮痛剤として用いられる化合物Ｅが得られるので、Ｄはサリチル酸、Ｅはアセチルサリチル酸と考えられる。
Ｂ（酢酸）に硫酸を触媒としてエタノールを作用させ、分子式C4H8O2の化合物Ｆを合成する反応はエステル化と考えられるので、その反応は次式のようになる。
化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆの中で炭酸より強酸（カルボン酸）の芳香族化合物はＥのアセチルサリチル酸である。
＜補足＞
炭素数が９を越える分子式の芳香族化合物の構造異性体数は多いので、全て書き出して選ぶのではなく、問題文で必要とされている構造についてのみ考察するのが一般的である。
掟29. 分子式で炭素数が９以上の芳香族化合物についての問題は、まず問題文より必要な構造のみにしぼって考察すべし。