有機化学のオキテ15

掟15. 分子式C₅H₁₂Oは飽和一価アルコールかエーテルを表しアルコールの構造異性体が８種類、エーテルの構造異性体が６種類考えられる。この数は覚えておくべし。（C₄H₁₀Oの構造異性体数の２倍になっている）

問題

化合物Ａ～Ｆが(ア)～(オ)の条件を満たすものとして、下記の設問に答えなさい。

（ア）Ａ、Ｂ、Ｃの分子式はC₅H₁₂Oで示される。
（イ）Ａ、Ｂ、Ｃは金属ナトリウムと反応して水素を発生する。
（ウ）硫酸で酸性にした二クロム酸カリウム溶液と反応させると、ＡはＤに、ＢはＥを経てＦに変化するが、Ｃは変化しない。
（エ）Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆには不斉炭素原子があるが、ＣとＤにはない。
（オ）Ａ、Ｂ、Ｃは炭素原子が枝分かれして結合している。

問1. （ア）と（イ）の条件から、化合物Ａ、Ｂ、Ｃに共通する構造上の特徴を（ａ）～（ｆ）の中からすべて選び、記号で答えなさい。
- （ａ）カルボキシ基がある
- （ｂ）エーテル結合がある
- （ｃ）ヒドロキシ基がある
- （ｄ）アルキル基がある
- （ｅ）二重結合がある
- （ｆ）環状構造がある
問2. （ア）と（イ）の条件を満たす異性体の数を答えなさい。ただし、光学異性体の区別はしないものとする。
問3. （ア）、（イ）および（ウ）の条件から、化合物Ａ、Ｂ、Ｃを構造上の特徴により分類し、その名称をそれぞれ書きなさい。
問4. （ア）～（オ）の条件を全て満たす化合物Ａ、Ｂ、Ｃの構造式をそれぞれ書きなさい。
問5. Ｆを分液ロートに入れ、ジエチルエーテルと水酸化ナトリウム水溶液を加えてよく振り混ぜてからしばらく放置した。このときＦが反応してできた物質は、上層・下層どちらに溶解しているか。またその物質の構造式を書きなさい。
問6. Ｅに含まれる官能基は、次の（ⅰ）～（ⅵ）のどの反応によって検出されますか。下記の（ⅰ）～（ⅵ）の中から該当するものを全て選び、記号で答えなさい。
- （ⅰ）フェーリング反応
- （ⅱ）ビウレット反応
- （ⅲ）ニンヒドリン反応
- （ⅳ）銀鏡反応
- （ⅴ）ヨードホルム反応
- （ⅵ）キサントプロテイン反応

＜日本医科大学一部改＞

解答と解説

＜解答＞

問1. （ｃ）（ｄ）
問2. ８種類
問3. Ａ第二級アルコールＢ第一級アルコールＣ第三級アルコール
問4. 下図
問5. 下図
問6. （ⅰ）（ⅳ）

＜解説＞

問1. C₅H₁₂OはC_nH_2n＋2Oの形式にあてはまるので、飽和一価アルコールかエーテルの分子式である。Ａ、Ｂ、Ｃは金属ナトリウムと反応して水素を発生するのでアルコールである。よって（ａ）～（ｆ）のうち、アルコールの構造上の特徴である（ｃ）と（ｄ）を選ぶ。
問2. 分子式C₅H₁₂Oのアルコールの構造異性体は次の８種類が考えられる。
問3. Ａは酸化されてＤに変化するので第二級アルコールである。Ｂは酸化されてＥを経てＦに変化するので第一級アルコールである。Ｃは酸化されないので第三級アルコールである。lip>
問4. Ａは炭素原子が枝分かれして結合している第二級アルコールで、酸化して生じたＤには不斉炭素原子がないため（６）と考えられる。
Ｂは炭素原子が枝分かれして結合している第一級アルコールで、酸化して生じたＥ、Ｆにも不斉炭素原子があるため（５）と考えられる。

Ｃは炭素原子が枝分かれして結合している酸化されない第三級アルコールなので（７）と考えられる。
問5. エーテルよりも水の密度が大きいため、上層はエーテル層、下層は水層になる。下層の水層には水酸化ナトリウムと反応して塩となり水に溶けるようになったＦが溶解している。
問6. Ｅに含まれている官能基はアルデヒド基なので、還元性を調べる反応によって検出される。よって（ⅰ）（ⅳ）となる。
- （ⅱ）ビウレット反応：タンパク質の検出反応
- （ⅲ）ニンヒドリン反応：アミノ酸、タンパク質の検出反応
- （ⅴ）ヨードホルム反応：CH₃－CO－、CH₃－CH(OH)－の検出反応
- （ⅵ）キサントプロテイン反応：タンパク質の検出反応