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✏25【早稲田大】(理工) [Ⅲ]有機

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🍇こつぶ🐡

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Ⅲ.24年ノーベル化学賞クリックケミストリーの問題。
内容は斬新である。

難しそうに見えるが、所々ヒントがあり、解きやすいかと。

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ノートテキスト

ページ1:

[Ⅲ〕 つぎの文章を読んで, 問 1 問 3, 問8の答をマーク解答用紙の該当欄にマークし, その他の答
を記述解答用紙の該当欄に記入しなさい。 問2, 問4 問9は記入例にしたがって構造式を示し,
問6は構造式を含む化学反応式を示しなさい。
(記入例)
O-C-CH2-CH3
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Wさん 2022年の
ノーベル化学賞はクリックケミストリーの開発でした。 先生, この化学について教えてくだ
(問1)
さい。
先生: 触媒を用いて
アルキンに有機アジドを付加させて, 簡単につなぐことができる反応です。
(問2)
Wさん: アルカンやアルケンでなくアルキンを使うのですね。 高校でも アセチレンの付加反応は学びます。
(問3)
(問4)
先生:その一種です。 また, アルキンの構造を変えることにより触媒なしでも進行します。
Wさん: アルキンの構造を変えるというのはどういう意味でしょうか。
先生:アルキンは、直線構造を湾曲させることで, 反応性が格段に向上します。 その結果, 特別な触媒がなくとも反
応するようになります。
Wさん: 湾曲させるという発想はすごいですね。 どのように湾曲させるのですか?
先生:環状構造にするのです。 たとえば, 六員環の炭素どうしの結合の一つを三重結合にすると,その三重結合と両
隣の炭素を含む連続した4つの炭素原子は直線状にはなれないですよね。 そのように, アルキンを環状構造
(問5)-
に含めれば、簡単に反応するようになります。
Wさん: 面白い反応ですね。 ただ,分子をつなぐという意味では,高校で学ぶ脱水縮合反応や
グではだめなのでしょうか?
ジアゾカップリン
(6)
先生もちろんそれらも分子をつなぐことができる反応ですが,それらの反応条件では他の官能基が反応する,
低濃度では反応が非常に遅いなどの問題が生じることがあります。 これに対してクリックケミストリーでは,
タンパク質などがあるなかでも、容易に反応できるのです。
(問7)
(問8)
Wさん: なるほど, 今までできなかった化学反応ができるようになったのですね。
先生:そのとおりです。 現在もクリックケミストリーは進化し続けていて,同じような発想でアルケンも反応させる
(問9)
ことができます。 たとえば, 有機アジドの代わりに テトラジンという化合物を使うことで, アルケンのクリ
ック反応も開発されています。
Wさん: よくわかりました。 反応開発は日進月歩なのですね。
-物化19

ページ2:

問1
過去にノーベル化学賞を受賞した人物に関する記述について適切なものをつぎの (ア)~ (オ)からすべて選
び,マーク解答用紙の該当欄にマークしなさい。
(ア) オストワルト:窒素と水素からアンモニアを合成
(イ) 田中耕一 : タンパク質のための質量分析法の開発
(ウ) ハーバー: アンモニアを原料として硝酸をつくる工業的製法の開発
(エ) 野依良治 : フラーレンの発見
(オ) 吉野 彰 : リチウムイオン電池の開発
問2 以下の構造式で表されるアルキンと有機アジドの付加反応では,それらの分子量の合計と等しい分子量の五員
環をもつ化合物が得られる。 この付加反応で得られるすべての化合物を構造式で書きなさい。
なお,有機アジドは一般的に RN3 と表記される有機化合物であり, 1つの窒素が負電荷, 別の窒素が正電荷
を帯びた電気的に中性な化合物である。
R-C≡CH
R-N=N=N
問3
アルカン,アルケン, アルキンの性質について正しいものをつぎの (ア)~ (オ) からすべて選び, マーク解
答用紙の該当欄にマークしなさい。
問4
(ア) アセチレンは赤熱した鉄に触れると, ベンゼンを生じる。
(イ) 4つの炭素からなるアルカン, アルケン, アルキンにはそれぞれ構造異性体が2つずつ存在する。
(ウ) ろうそくの主成分は炭素数の多いアルカンである。
(エ) エタン,エチレン, アセチレンのうち炭素間の結合距離がもっとも短いのはアセチレンである。
(オ) エチレンとアセチレンに臭素を十分量作用させると,結果的に同じ化合物が生成する。
アセチレンに触媒を用いて、 ある気体分子を付加させると化合物Xが得られる。 これにブタジエンを加えて共
重合させると, 石油ホースなどに用いられる合成ゴム NBRが得られる。 化合物Xの構造式を書きなさい。
問5 反応性と安定性を考慮して、 八員環の環状アルキンがクリック反応に用いられる。 以下の環状アルキンの化合
物名を答えなさい。
H CEC H
H-C
H-C.
C-H
C-H
H C-CÁCH
HH
HH
一物化20-