有機化学のオキテ38

セルロースは、単糖類の一つであるβ-（ア）が直鎖上に繰り返して縮合した生体高分子である。セルロースに酢酸と無水酢酸、および少量の濃硫酸を加えると、各（ア）単位の（イ）箇所のヒドロキシ基（水酸基）が（ウ）化される。得られた分子の（ウ）結合を部分的に加水分解し、その後繊維状に加工したものを（エ）という。また、セルロースをアルカリで処理して（オ）と反応させ、これを希薄な水酸化ナトリウム水溶液に溶解させるとビスコースが得られる。これを細孔から希硫酸中に押し出すと繊維が得られる。この繊維を構成しているものは（カ）であることから、このような繊維は（キ）と呼ばれる。

• 【問1】文章中の空欄（ア）～（キ）にあてはまる適切な語句をａ～ｎの中から一つずつ選びなさい。
  • ａ.アガロース
  • ｂ.アセテート
  • ｃ.エステル
  • ｄ.エーテル
  • ｅ.キュプラ
  • ｆ.グルコース
  • ｇ.セルロース
  • ｈ.二硫化炭素
  • ｉ.二酸化硫黄
  • ｊ.再生繊維
  • ｋ.半合成繊維
  • ｌ.1
  • ｍ.2
  • ｎ.3
• 【問2】セルロースの一般式を(C₆H₁₀O₅)_ｎとしたときの（エ）の一般式をａ～ｄの中から一つ選びなさい。
  • ａ．[C₆H₉O₄(OCOCH₃)]_n
  • ｂ．[C₆H₈O₃(OCOCH₃)₂]_n
  • ｃ．[C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n
  • ｄ．[C₆H₆O₂(OCOCH₃)₄]_n

＜東海大学医学部 一部改＞

＜解答＞

• 【問1】
  • （ア）ｆ
  • （イ）ｎ
  • （ウ）ｃ
  • （エ）ｂ
  
  
  • （オ）ｈ
  • （カ）ｇ
  • （キ）ｊ
• 【問2】b

＜解説＞

• 【問1】

  セルロースはβ-グルコースを構成単位とする多糖類で、その分子は多数のβ-グルコースの1位と4位のヒドロキシ基（水酸基）がつぎつぎと縮合した直鎖状の構造である。 セルロースに酢酸と無水酢酸、および少量の濃硫酸を加えると、各グルコース単位の3ヶ所のヒドロキシ基（水酸基）がエステル化（アセチル化）されトリアセチルセルロースとなる。トリアセチルセルロースのエステル結合を部分的に加水分解してジアセチルセルロースに変化させ、アセトンに溶解し繊維状に加工したのが半合成繊維のアセテートである。 またセルロースをアルカリで処理して二硫化炭素と反応させ、これを希薄な水酸化ナトリウム水溶液に溶解させるとビスコースが得られる。これを細孔から希硫酸中に押し出すと加水分解されセルロースが再生し、再生繊維であるビスコースレーヨンが得られる。

• 【問2】

  （エ）はアセテートなので、ジアセチルセルロースの一般式ｂ.を選ぶ。
  （［C₆H₇O₂(OH)(OCOCH₃)₂］_nと［C₆H₈O₃(OCOCH₃)₂］_nは同一のジアセチルセルロースを示す。）

＜補足＞

• 1　トリアセチルセルロースは完全にアセチル化されているためアセテート繊維を作るときに用いる溶媒（アセトン）に溶けにくいので、エステル結合を部分的に加水分解してジアセチルセルロースに変化させる。
• 2　ビスコースを膜状に再生したのがセロハンである。
• 3　レーヨンにはビスコースレーヨンの他に銅アンモニアレーヨン（キュプラ）もある。