ノートテキスト
ページ1:
有機化合物 定義と特徴 有機化合物の定義 官能基による分類 No. 昔「動植物のみが生成でき、人的には合成できない、化学反応を特徴付けるような特定の性質を示す 1828年、ウェーラーが 原子団を密能基といい、同じ官能基を持つ化合物 I'm シアン酸アンモニウム→尿素に偶然成功のグループのことを同液体という。 無機 有機 似たような反応を持つ。 0 ◎官能基の覚え方 同僚体 H2N-C-Nte (\t アルコール NH4 OCN 今「炭素を含む化合物」※一部除く。 特徴 ' . ・主に、炭素、水素、酸素で構成 一部に、窒素、硫黄、リン、ハロゲンが含まれる。 極性の小さいものが大きい。 L電気陰性度を考えると、c=2.6H=2.2より C-H結合は極性が殆どない 水に溶けにくく、有機溶媒に溶けやすいものが 融点・沸点低め 骨格の連鎖性、多様な組合様式のため、 化合物の種類は非常に多い。 骨格の構造による分類 分類 二重結合・三重結合を不飽和結合という 環状構造なし鎖式化合物 あり環式化合物 二重結合なし二重三重結合あり。 とあり、不飽和化合物 なし:飽和化合物 ―カ ヒドロキシ基 hydro +exy (Ot1) フェノール類 OTエーテル総合・エーテル え~泣いてる (-o-) T&T ケトン基(カルボニル基)・ケトン クチョン(-co-) 0 0 - -Hアルデヒド基(ホルミル基)・アルデヒド 191 Tgio hydro があるで (-CHO) カルボキ基 カルボン酸 カルボニルヤヒドロキシ(-coot) c-o-iエステル結合・エステル 0 114723. (-coo--oco-) アミン -NH2 アミノ基 しい Mt3 Ammonia I NO2 ニトロ基 3 窒素 Nitrogen ニトロ化合物 -SO3H スルスルホン酸 硫黄 Sulfur 当有機化合物=炭化水婆+官能基 (骨格) (特性) 環構造なし 鎖式飽和化合物 鎖式不飽和化合物 あり 環式飽和化合物 環式不飽和化合物 · ベンゼン環あり、芳香族化合物なし、脂肪酸化合物、
ページ2:
No. Date H-C- -CH3 CH₂CH COH)CH (Cts), 分子構造の表記不 構造式 ⑤主鎖の残りの部分と側鎖が一致する場合、 ・元素から価標という、棒線を引いて、その原子が 共有結合している元素を結んで、その原子がどの商品を どんな結合をしているかを表現するものを構造式という、 ex. H20: HQQ:HH00-H それらをまとめる ex. 3-メチル-2-ブタノール 共有結合1本→単結合 Comic::OC20 共有2本→二重結合 N₂NN: NON N2 :: ・ある原子から引くことができる価標の数のことを → 共有結合3本 三重結合 → CH HA H 原子価といい、原子によって違う C:4 H:10:2N:3 ハロゲン:1 原価は価標を生やせる本数 ⇒腕が何本あるか。 11--0--- X- すべての価標を展開すると、スペースをとる OF CHE 立体構造の表記 ぐさび表示 H 1 4 ・細い実線の総合は紙面上に存在 ・黒くて太いくさびは太い側が紙面 より手前に飛び出ている ・縞模様のくさびは細い側が紙面より 奥側に飛び出ている。 ◎太い方が手前、細い方が奥! →略して書くCにくっつくHの価標は省略 OF ex. 示性式 M-C- M&C- M Fisher 投影図 H 3 Ho-e-H OH 2 →Ho-e-H れなりの部分 3 OH を見る HO-C-M ・縦方向に伸びている結合は紙面の奥側に、 横方向に伸びている総合は紙面の手前方向に 伸びていることを示す。] 縦 横 構造式を究極的まで省略して1行に収める 表記法を示性式という ex.鎖状グルコース ◎書き込 ①基本価標は省略×CHュー CHO CHO Hot H ②官能基は定められた形で書く. $CH₂OH OH HO ③間二重三重結合は省略しない。 ④主鎖の炭素鎖を追い、主鎖から飛び出ている 枝分かれは()で括る ex. 2-70D/10/-14 CHECHOHICHE XCHECHI (CH) OH プロピレン CH3CHICH2XHC(CH3)=CH2 HO- HOCH HOCOH OH | OH H 6 "CH₂OH
ページ3:
脂肪族化合物 脂肪族炭化水素 脂肪族炭化水素の分類と命名 No. Date: 枝分かれありキアルケン、アルキン " 炭素と水素からなるものを炭化水素といひ、 CmHmを表される ①主鎖撮も長い炭素鎖)を見つけ、それ以外の 炭素鎖は置換基と見なす(主鎖に不飽和結合を含む。) . 1つだけ含む鎖式不飽和炭化水素をアルケン 鎖式飽和炭化水素をアルカン、二重結合を②二重(三重結合があれば、二重(三重)総合の 番号が若くなる方向に結合に番号を振る 三重結合を1つだけ含む鎖式不飽炭化 ③二重(三重)結合有 ②と同じ方向にとに番号を振る。 をアルキンという 環式銅化炭化水素をシクロアルカン、二重結 飴を1つだけ含む環式不飽和炭化水素を シクロアルケンという。 枝分かれなし(早見表) 鍼式 環式 結合の種類 単結合 二重結合 三重結合 単総合 炭素数 語頭 アルカン アルケン アルキン シクロアルカン 一般式 → Cntantz Cutlon Cntlm-2 Cutton 語尾→ ~ar ~eン ~iン シクロ~ロン 1mono メタメタン 2 di エタ エタン エチレンアセチレン 3tri プロパ プロパンプロピレン プロピン シクロプロパン 4tetra ブタ ブタンブテン ブチン シクロブタン 5 perta ペンタペンタン ペンチンペンチン シクロペンタン brexa ヘキサヘキサン ヘキセン ヘキシン シクロヘキサン 7hesta ヘプタ ヘプタン ヘプテンヘプタン シクロヘプタン ④→最初に現れる置換基・官能基 の番号が若くなる方向に番号を振る 電基セット ④(置換基の位置鷭)-(置換基の名称リー~ ―(不飽和結合の位置番号)-(主鎖の名前)のように 命名する。 ※・置換基の順番はアルファベット順 ・Hがアルキル基に置換されたものとして考える。 ・木結合の位置が一意に決定できるときは 位置番号を省略 ⑤二重合のとき幾何異性体が存在するときは。 先頭にcis-27-18 trousを付ける ex. "CH₂- "CH-CH₂- "CH₂- CH3. CH3 'CH₂- "CH-CH-CH-CHS ett3 CH-CH3 CH3-CH-CHOCH-CH3 cf13 2-メチルペンタン 3-エチル-2-メチルペンタン 4-メチル-2-ペンテン noa1 12 1ネンノン シクロノナン 基本的に上を変わらない。 10deca デカデカンデケンデキン シクロデカン ex. CH₂ 8 octa オクタ オクタン オクテン・オクチン、シクロオクタン シクロアルカン 9 CH2CH2 ミクロプロパン CHュームHュメチルシクロプロパン CH2 CH3 CH2 CH3 CH₂ CH ct-at シクロペンタン CH-CHctl3 11.3-トリメチルシクロペンタン
ページ4:
No. Date 不飽和度 U = 2+2C-H+N-X 2 C:炭素原子数 H:水素原子数 0:酸素液 N:窒素原子数メハロゲン 官能基の不飽和度 不飽和度炭化水素基 酸素を含む官能基室素を含む官能基 0 1 -------OH-NH2 環 2 3 4 proof ・炭化水素 -CC- H -GH-C- -NO2 -C-0- 異性体 ・構造異性体 異性体 立体性体 ・鏡像異性体(光学異性体) 広義ジアステレオマー LT幾何異性体 狭義ジアステレオマー ・異性体:分子式は同じだが、構造が異なる分子 ・構造異性体:構造式で書いたときに違いが分かる 異性体主鎖で場合分けすれば数え漏れがなくなる ・立体製性体:構造式で書いても違いが分からない異性体 . ・鏡像性体:互いに鏡に写した関係にある立体異性体 幾何異性体:回転できない構造に関する立体性体 幾何異性体 HBC-C-C-CH3 これには異性体が存在しない、 1 1 -c-c-C 1 1 C-HH-C-COC-C-C-H H H HHHH H H-C C-C-H H -C-C-C-CTH -2H HH 1 ## H- -c-H HH HH -44 H 三重結合 ・酸素 原子は原子価2→橋渡しの役割 Hy CH H₁ と C=C H H3C CH3 H30 これらは異性体な二重結合は回転不可能 →これを幾何異性体という Lシス型・トランス型と区別される。 →取り除いてもCとHの数に影響しない。 ・ハロゲン ハロゲンは原子価L→Hと一緒→Hに置き換える。 ・窒素 子は原子価をしつ伴って騰渡し →NHを丸ごと取り除いても不飽和度に影響しない →(見かけの比の個数)=(Ha個数)-(Nの個数) H₂ H CH (HC CH3 H シス(cis) トランス (trans) ラテン語で「こちら側」 ラテン語で「横切って」 ⇒幾何県性体をシトランス異性体ともいう。 ※ミストランスが存在する条件一 R ex. CH3-CH 3 のとき RPR2かつR3=R4. ・R4 ・CH3 は存在しない、 CH3
ページ5:
No. Dan 鏡像異性体 ・4つの異なる原子団が結合する炭素原子のことを ①二重結合の平面性 不斉炭素原子といい、構造式中でもと表される ことが多い ex. H 分子の立体構造に関する問題 iz "C=C" ではこの6つの原子は同一平面上 W CH3.H.OH.cootlo XYZWの先についている原子国も榛原子を HC-PC-OH 乳酸✓くっつけている! 中心をして正四面体の4点のうち2頂点までは Cool 1番簡単な不斉炭素 • ・不斉炭素原子を 持つ化合物は巨 通常、鏡像 B B 異性体を持つ I 鏡面 II 互いに異なる分子 . B=Fとなったとき、中心のC原子は不原子では 単結合の回転により、同一平面上にできる。 N 1組の鏡像異性体 区別の仕方 ①視点を固定する どこから見るか(外側?内側?上か?) ②見る順番を決める。 ex.X→→2で時計回?反時計回? なくなる→下回より、銀像異性体は存在しない。③不斉炭素原子を複数持つ化合物の立体異性体 A (a)対称性のない場合 B B 鏡面 全く同じ分子 PB p- C-Zの立体異性体 R F Z C. ※不斉炭素原子 鏡像異性体が基本だが、 実際には不斉炭素原子〇鏡像異性体の化合物と (メソ体)や鏡像異性体の不原子の 化合物も存在する。 Z Y (時計,時計) ジャステレオマー C' - R P R R (時計、反時計) ・C (反時計、反時計) ジアステレオー C. Z X (反時計、時計) *Cがい個あれば立体異性体は2個 040 AD 8570 Y
ページ6:
No. Date (b)対称性のある場合 × ソーセーサーとの立体構造 Z (対称性のある場合 pt.2 乳酸2分が脱水縮合でラクチドができる。 OH HO, Z C'. - (arst. 1st) (時計、反時計) Y Z Y Z × C D☑ Z C. Y (反時計反時計) 2 C (反時計,時計) ・鏡像異性体ではな 同一の化合物メソ体 Y CH-CHE Y Milne CH-CH OH Hot 050 0.0-0. * ! *CH-CH. CH-CH 立体構造 H CO-O cts ← CH3. H ・H ソ体 ↓ H .co 0 CH3 co 0 H CH ・H1 OmCo CH3 0CO 単分子内に対称性(対称面や対称心)が存在するために、 鏡像異性体ではなく、同一の化合物になってしまうことを、 メソ体という、
ページ7:
④立体異性体の判定問題 【確認問題】〈立体異性体の判定〉 No. Date (1)次の(a)~(f)の酒石酸分子の構造には, 重複がある。 どれとどれが同一の分子なのかをグループ分けせよ。 (2) 光学不活性な分子の構造を表している図を, 記号で答えよ。 COOH HO. HOOC HO COH H H COOH H HOẶC .C- C' COOH HC OH HO H OH H HOOC (b) (c) H HO H OH OH HOOC HOOC H OH ・・C. HOOC Cim. H COOH Clim. COOH HO H HO COOH H (d) (e) (f) 光学不活性=メリ体ということ。 (1)両端の不斉炭素原子に結合する3つの原子団を -H, OH,-cootに優先順位をつける。 分子を外側から見るようにして各構造の 「回り方」を分類すると、 ⇒時計時計型を聞かれている ...) 60 (f) (a)反時計反時計型 (b)時計 時計型 (C)時計反時計型 (d) 反時計反時計型 (e) 反時計時計 (4) 時計,反時計型 となる。ここで 時計、反時計型=反時計、時計型 であるから、 時計、時計型(6) 反時計、反時計型(a)(d) 時計、反時計型:(c)(e) ()
ページ8:
No Date アルカンの立体構造 ・有機化合物は、構造式では平面的に表示されるが、実際の分子は立体構造を持つ ・分子の立体構造を考える上で中核となるのは、炭素原子から4つの単結合が伸びているとき、それは 炭素原子を中心とする正四面体の頂点方向に伸びるという原則である 名称 メタン エタン 1.54Å 109.5° 1.09A 立体構造 構造式 (H 自由に回転 プロパン 112 できる H H H H H H-C-H H-C-C-H. H-C-C I H H H H H C-H HICH アルケンの立体構造 二重結合・・・強い共有結合(総合)1本+弱い共有総合(元結合)1 ↓ TC X Z Y W 二重結合の部分を回転させようとすると、花組合を切断せねばならない →結合は、弱いとはいえ共有結合であるので室温程度での熱エネルギー では簡単には切れない。 ⇒通常の条件下では三重結合は回転不可能である。 二重結合している炭素原子2つとそれに結合する4つの原子は、 全て同一平面上に存在している。 ⇒2つのC原子をXYZ、Wの計6種子は、 全て同一平面上に存在
ページ9:
アルキンの立体構造 三重結合・・・強い共有結合(結合)1本+弱い共有結合(元結合)2本 ↓ ちくわみたい・・・回転できる。 H No. Wate 三重結合している2つの炭素原子とそれに結合する2つの原子は、 全て同一直線上に存在している。 B 6 H シクロアルカンの立体構造 ・炭素原子にとって、全ての単結合が互いに109.5°の角度を張って正面体の頂点方向に伸びる。 メタン型の構造が最も理想的結合角である。 シクロアルカンに環構造を作るために、どうしてもその角から外れざるを得ない。 理想的な角度10950からのずれが小さいほどそのシクロアルカンな安定 名称 シクロプロパン シクロブタン シクロペンタン H H H、 立体構造 H' H CH HH H H H H H H H H. ←略式 H CH H H H H H H H C-C-C結合角 60° 88° 105° 安定度 小 中 大 ← 炭素数多いほうが安定 ☆シクロヘキサン ・シクロヘキサンは、すべての炭素の結合角が安定な109.5°を張るような構造をとれる。 →いす形構造と舟形構造の2種類の構造(立体配位)が存在 H H H H H H H H H H H H H H H HH H H H H 109.5° 109.5° H 舟形 いす形 H H ・形→安定 角形→不安定 と室温程度の温度においては、両者の構造は 熱運動によって入れ替わっており、シクロヘキサンの 立体配座は固定されていない。
ページ10:
No. Date アルカン ・一般式Cntoutz ・C-C間は全て単結合 メタンの実験室的製法 酢酸ナトリウムに強塩基を加えて加熱 CH3COONa+NaOH→CH4↑+Na2CO3 ・あまり反応しない(単総合) →たまに置換反応を起こす. シクロアルカン ・一般式 Cntan ・C-C間は全て連結金 環状構造を持つ CH2, • CH c2 CH2 CH₂ シクロヘキサン CH ・Cが多いほど安定 Lある原子団が他の原子図を起き換わる・置換反応を起こす。 ex.ハロゲン化 反応 アルケン アルカン(シクロアルカン)に紫外線を照射 しながら塩素や臭素などのハロゲン単体と 反応させると、原子とハロゲン原子が過ぎ 換わる置換反応が起こる。 置換 -C- + X - C-x + 1-X アルカン ハロゲン単体 ◎メタンの塩素化 ・ハロゲン化の特別な場合をして、特に塩素で 置換する反応を塩素化という。 ・メタンと塩素を混合して紫外線を当てると、 4段階の塩素化反応が連鎖的に起こる。 H クロロメタン H H-C-H+cl-cl→H-c-cl+H-cl. HC-Cl+cl-clo-c-cl+H-cl. cl-c-c+cl-cl+d-c-H + H-cl. H CD ・一般式 Cutlan ・1つの二重結合を持つ ・付加反応と酸化反応を起こす。 付加反応 L不飽和結合は、強い共有結合と弱い共有結合 からなる→弱い共有結合が切断されて 他の原子が結合する(付加反応)が起こる 1 ◎二重結合強1本+弱1本 三重結合…強1本+弱2本 ・水菜の付加 アルケンをニッケル・パラジウム・白金などの触媒に ジクロロメタン(化メチレン) 用いて水素を反応させると、水素が付加して メチレン基 アルカンが生じる。 アルデヒド CRトリクロロメタン(クロム) He カルボン酸の還元のときも H Ni/pd/ft ヨードホルム. H clテトラクロロメタン Br消費→C=C.CCだけ! CD cf.CHI3. M-C-HC-CD CD-C-Cl+H-CD +cl- cl A C=C += >H-C-C-H H H2消費→C=C,CEC.CO HH
ページ11:
ハロゲン単体の付加 酸化反応 No. Date 通じると、赤褐色が脱色されて盤色になる。 H C=C +Br 塩素や臭素の単体は、触媒を用いなく二重結合平面には弱い共有結合をしている電子が こも容易に反応する。特に、Br2(赤褐色 露出しているため、酸化剤Ree(電子を吸収 の 四塩化炭素溶液の中にアルケンの気体をする物質)の攻撃を受けやすい。 →二重結合は酸化されやすい→切断される。 →炭素・炭素間不飽和結合の検出・オゾン分解 オゾンは開裂するだけ →H-C-C-H H H(赤褐色) Br Br アンをオゾンで酸化すると、CCにO原子が 割り込んで開裂し、アルデヒドまたはケトン 0 水の付加反応 が生 H+OH H H C=1 H M HOHH H +120 H-C-C-H 酸 ft, ofl CH3, CH3' CH Cit CH3 C=C xc=0+0=c. H CH3 HI • 酸の付加反応 エタノール酸性条件のビMm040gによる酸化開製反応 ハロゲン化の素・硫酸・カルボン酸などの顔は、①オゾン分解を同様のものが起こる。 水素と残りの部分に分かれて付加する。 •CH's king CHS ctl3 Hc=cl+HCl →H-S-C-H 47 C=C Cit H TH H H ◎マルコフニコフ ex. プロピレンへの水付加 H ► H' CH's H C H CH3 OH M この2種類の付加生物が生じるが、 この際、元々水素原子をより多く持っていた方 の炭素原子に水素原子が付加してできた方の 化合物が主成物となる。これをマルコフニュ フ則という。 HC -C-CH3) r H off ②アルデヒドが酸化・アルデヒドの還元性 アルデヒドは酸化剤によって酸化されて、カルボン酸 になりやすい R-C-MBA R-C-O-H. 0 +0 0 →アルデヒドが①ご生していたら、カルボ酸 <全体> まで変化する。 CH3-C=C ・CH13 → 1=0+0=0 CHE' 'H H ↓ 0 どんなことがあると.. CH3-C-OH " HはHが多い方にくっつく H H2CO3 H-C-OH HO-C-OH- →Col+H2O
ページ12:
No. Data アルケンの製法 アルコールを内脱水する アルキン • ・一般式 CnHz-2 1つの三重結合を持つ ex. 14 v4 エチレン H H. 160~170℃ ・H . 付加を起こす H-C-C-H H2304 FOM- H' H 付加重合(高分子) エチレン H. HH H H₁ H 付加反応 ・水素の付加 アルケンを同様、ニッケル・パラジウム・日などを 触媒に用いて水素とアルキンを反応させると、 水素が付加してアルケンを経由してアルカン H H H H H が生じる。(途中で止めることも可能) -C-c-c-c-c-i-n HH HHHH ポリエチレン シクロアルケン H-C=C-H± ・ビニル化合物の生 C=C' H+H H-C-C-H H' H HH • ・一般式 Catanze 1つの二重結合を持つ 環状構造を持つ 特徴はアルケンとほぼ一緒 Hacocaff をビニル基という アセチレンに塩化水素、シアン化水素、酢酸 などを付加させることでビニル化合物が得られる 11. H. .H CHz +Br2 H-CC-H+H-Cl→c= CH2 H colz Cl CH2 H アセチレン 塩化水素塩化ビニル、 環構造中の不斉炭素 H-C=C - H+ H-CEN. ・CEN シアン化 アクリロニトリル H H-CEC-H+CEzcool. ・H C=C ococto ・対称の炭素原子から、時計回の原子団 の並び方と反時計回の原子風の並び方が →Cは不斉炭素ではない 違う→Cは不斉炭素 H CH₂ Br CP12 Ctz CH2CH2CH2 →CH2CHBr CHBr→CH2CH2 →CH CE12 ⇒回は木炭素 酢酸 酢酸ビニル ◎ビニル化合物は合成樹脂を得るための 原料として工業的に用いられる(高分子)
ページ13:
No. Date ・水の付加反応 これはアルケンと違う。 ①触媒の違い. C=C+H2O…酸触媒(er希硫酸) -CC-+H20...硫酸水銀(Ⅱ)HgSoy. ②構造の違い。 学反応の仕組み CEC-HC-H結合は、メタンなどに含まれる. 通常のC-H結合に比べて極性が少し強く、 わずかだが、電できる性質を持つ。 L水の電離よりも電離しにくい・・・酸性を示さない →塩基性条件下にみれば電離しやすくなる OHが豊富に存在するためげが電離しやすい。 アルキンに水を付加すると、C=CにOHが 直結した、エノール形と呼ばれる構造が特にアセチレンの場合は、両端の水素原子が 生じる→不安定な構造だから直ちに 分子内転移を起こして外形と呼ばれる。 安定な構造へと変化。これをケドエノール 異性という。 -CEC-+H2O ともに銀に置き換わる。 ← H-CC-H+2Ag+ AgCECAqV(白)+2H+ この生物AgC2は銀アセトリドと呼ばれ、 爆発性がある。 ◎アンモニア性硝酸銀 ・硝酸銀水溶液アンモニアフトABOの褐色沈殿 アンモニア [Ag(WHO) 2]) ↓ Hgso4 エノール形 不安定 H ↓分子内転移 H -C この溶液をアンモニア性硝酸銀水溶液という ケト形 安定 Ĥ ex. アセチレン H-CC-H+H2O→ OH 中間生成物 ビニルアルコール アセトアルサヒド → レアセチリド生成反応 • アルキンの中で-CC-Hを持つ化合物に ・使う反応 ①アセチリド 生反応 方法:アンモニア性硝酸銀水溶液を加える 結果:白色沈殿(アセチリドリが生じる。 検討構造:-CC-H(端三重結合)構造 ②銀鏡反応・アルデヒドで詳しく. 方法:アンモニア性硝酸銀水溶液を加えて温める 結果:単体の銀が鏡のように析出する 検出構造:アルデヒド 塩基性条件下でAgを加えると、自沈殿 アセチレン が生 R-C=C-H+A→R-C=CAg+↓(白)+H+ skovakout ・製法・カーバイドに水を加える。 カーバイド Ca 2+ H2O CH↑士CaCOH)2 アセチレン 3分子重合でベンゼンが生じる。 ※Agt10塩基性条件下ではAgのとして沈殿 してしまうから、硝酸銀水溶液に過剰の 3C2H2 CoHa アンモニアを加えてTA(A)」としたアンモニア性硝酸銀水溶液を用いる H H H 7H-C と=1 11 C-H
ページ14:
No. Date 官能基を含む脂肪族化合物 官能基・名称 同族体 R-OHヒドロキ灌 アルコール フェノール類 アルコールの分 R-O-Rはエーテル組合 エーテル FCHO アルデヒド アルデヒド RCOR:ケトン屋 1匹価数による分類 アルコール分化合物中に含まれるとドロキシ基の個数 によって価数が定義される。 CH3-OH メタノール…1個アルコール ケトン RCOOH カルボキシカルボン酸 CH2-OH エチレングリコール…2個アルコール RCoDRエステル組合 エステル R-NO₂ =10 ニトロ化合物 R-M2 アミノ基 アミン R-SD2H スルスルホン酸 アルコール Ctz-otl CH2-061 CH-ON グリセリン・3価アルコール CH2-OH 1級数による分類 アルコールは-OHが結合している炭素原子の ・官能基-OH(ヒドロキシ基)を持つ脂肪族化合物を環境によって級数が決まる。 アルコールという • 一般式はCutluteであり、エーテルとは、 構造異性体である(1価アルコール) - アルコールの命名法 「①-OH基を含む炭素鎖の中で、最も長い皮素鎖を 主鎖をする。 ②-Oの位置番号が若くなる方向に、主鎖の 炭素に番号を振る。 ③(骨換基の位置番号)-(置換基の名称) - (OHの位置番号)-(主鎖の長さに対応するアルカン の名称の語尾を変えたもの)と命名する ex, CH3-CH-CH-CH₂. ep. ユーブタノール off Ḥ R 第一級アルコール 直線 14:07 第2級アルコール T字 6F 第3級アルコール十字 アルコールと金属ナトリウムの反応 アルコールは中性化合物であり-OtlのH原子は ほとんど電離しないが、相手が強力な還元剤 であるアルカリ金属だった場合には、-OH由来の Hが還元され、アルコールが電離する。 OH+20→2R-ON+H2↑ St イオン化傾向島 CH3-CH2-CE12-OH1-プロパノール CH3 イオン結合性園 水素が気泡として発生するのが 目で見て分かる・・・アルコールの検出反応に! 011 3-メチル-ユーペンタノール ※DHがあれば反応・カルボン酸も水もなノールも! CH3-CH-CH-CH3
ページ15:
アルコールの脱水反応 ex. ・ユーブタノール No. Date ・水素原子2個と酸素原子1個がH2Oとして遊 する反応を脱水反応という 脱水反応には「内脱水を分子間脱水が あり、温度によってどちらの反応になるかが変わ ってくるものもある。 ・比較 HHHH c-c OHHH PCH₂-CH=CH-CH₂. CH2=CH-CH2-CH3 ◎水が少ない方から取る! 分子内脱水、 アルコールを濃硫酸を共に加熱すると、アルケン アルコールの酸化反応 が生じる。 ・脱水作用 - c = c - `c = c( + H₂O 第一級アルコール H H 0 · Ho H R-C-01 -21 R-C=O TO R-C-otl 分子間脱水・ 18-OH+HQ-碗数-0- +H2O 濃硫酸 アルデヒドー」 カルボン酸 第二級アルコール Q2 P2 excエタノール おだやかに酸化 11. C2H5OH+HD-CH←ジエチルエーテル Ri-é -2F R1-C=0 第一級アルコールを H 濃硫酸 C2H5-O-C2H5+H2O- ・分子間脱水が起こって2つの分子が1つの分子に第三級アルコール なる反応を縮合反応という。 アルデヒドまで酸化した、 ケトン Ri-s-OH→変化なし 脱水反応の温度条件 R3 エタノールを濃硫酸を共に… ◎メタノールの酸化 160~170℃で加熱すると内脱水→エチレン ・メタノールを酸化する際には、Cuoを用いる。 130~140℃で加熱すると分子間脱水 2Cut02→2Cupの強力なえ ザイチェフ則 →ジエチルエーテル このcuoが単体のCuに戻る反応が酸化剤と しての反応であるから、全体として見れば、 cu cuo Cuという変化であるから、 Cuは触媒として働いている。 アルコールの分子内脱水による生成物が複数考え られる場合、OHが結合している炭素原子の隣の炭素 原子のうち、結合している水素原子の数が少ないもの から原子が脱離して得られる生成物が 主成物となる。これをザイチェフ則という ・メタノールの酸化…CO2まで分解 CHOH HCHO→HCOOH. →H2CO3 →CO2↑+H20
ページ16:
No. Date 現実に存在できないアルコール 代表的なアルコールの性質 ・1つの炭素原子から複数の-OHが付いているメタノール CH3OH ような物質に安定に存在できず、分解してしまう。 " 工業用・燃料用に使用される。 • ex. 有毒であり、飲むと失明し、死に至る。 . -C-OH OH C=CE-OHが直結しているエノール形は、 安定なケ形へと変化(ケト・エノール酸性) 83 C= →ROC 変わらない. ER3 R2 OH ex. アセチレンに水を付加 H H-C=C-H→ C=C It' H -> CH-C-H OH 0 一酸化炭素と水を12の割合で含む 混合物を高温・高圧条件下で反応させて 得られる(工業的製法) CO+2H2CHzOH エタノール CHCHOH ・酒や消毒液に含まれる。 ・グルコース(ブドウ糖)が酵母菌などの 微生物によって分解されて生じる。 CoH106→2C2H5OH+2CD2(エタノール発酵) お酒つくるとボコボコ アルコールの製法 アルケンへの水の付加 • 工業的にはリン酸触媒下でエチレンを アルケンに硫酸触媒の下で水を付加させると、水に付加させて合成する。 HH アルコールが生 H, H HH +H2O→H-C-C-OH +H2O→H-C-4-OH1 H H HH H' H アルデヒド・ケトンの還元 HH エーテル、 第一級アルコールを酸化→アルデヒド 第二級アルコールを酸化 ケトン ⇒COに水素を付加(還元)することで 第一級・第二級アルコールが得られる。 . 官能基--(エーテル結合)を持つ 化合物をエーテルという SR-CHO +H₂ R-CH₂-OH ・一般式はCaHomeOであり、アルコールとは 構造異性体である。 R-CO-R+H2 R-CH(OH)-Rエーテルの命名法 ☆ハロゲン化アルキルに対するOHの求核反応 R-O-Rにおいて、RとRのアルキル基の名称を ハロゲン化アルキルRXと強塩基と反応させると、アルファベット順に並べて、 XがOHで置換される(※はハロゲン原子) R-X+OH→R-OH+ これは滅多に出てこない。 「アルキル基名)(アルキル基名)エーテル」と命名する。 ex. CH3OCH2CH3→エチルメチルエーテル
ページ17:
No. Date エーテルの反応性・状態 • ・反応性が低い金属ナトリウムと反応しない ・アルコールと異なり、分子間水素結合を 形成しないため、沸点は低い 枝分かれ少≒直線状 →分子間の接触面積 大 →分子間力強 →分子間の接触面積 小 9 沸点が低いため除去しやすく、また反応性 +-+- 枝分かれ言球状 が低いので、有機溶媒(無極性溶媒)として 優れている。 +-+- →分子間力 ↑-OHがないから 代表的なエーテルの性質 1 ジエチルエーテル P 揮発性の高い液体 有機溶媒としてよく用いられる。 ①水と混じりにくい ②他の化合物を反応を起こしにくい。 ③沸点が低く、揮発性が高いため、 少し温めるだけで蒸発し、他の化合物 から分離した有機物を、熱で破壊する ことなく溶媒から分離可能 ・引火性が強い ・麻酔性がある。 分子量同じ:アルコールの沸点>>エーテル・アルカンの沸点 ♥アルコールには分子間水素結合があるから、 アルコール・エーテルの水への溶解度は、炭素数の 増加とともに減少 極性 (疎水性) 炭素数が増加すると、分子内におけるアルキル基 の割合がヒドロキ港やエーテル結合の割合に 対して大きくなるから、親水性、極性が存在 小←極性 →大 C -Cutm U 0 -0- 有機溶媒として -NO2 ・使うときは細心の ・空気中に放置しておくと、酸素 注意を払う必要あり によって酸化され爆発性を示す過酸化物にある。 C-H " 0 -C-O- " 0 0H OH-COOH-SO3H -NH2 アルコール・エーテルの水への溶解度を沸点 分子量大 沸点大 ∵分子量大→分子間力大 炭素数 少ないアルコール ・融点も同様→低級アルコールは液体 炭素数がレコール高級アルコールはロウ状国体 ・分間が同じのアルコール…枝分かれで決まる ※エーテル結合は小さいが極性に存在する。
ページ18:
No. Date アルデヒド・ケトン アルデヒドの検出反応 ・C=Oをカルボニル基といい、これを有する化合物を・アルデヒドは還元性を持つ これを有する化 • カルボニル化合物という。 TT-C-H を持つ→アルデヒド 0 ケトン R-C-Rを持つ " ○(R-R1炭化水素基) 同じ炭素数のアルデヒドとケトンは構造異性体 ・アルデヒドは強い還元性を持つ物質であ 酸化されるとカルボン酸を生じる。 C ①カルボニル基 -C-H -C-OH R-C-R' 〃 アルデヒド基 ①カルボキ港 ○ ケトン アルデヒド・ケトンの命名法 ▲アルデヒドの命名法 アルデヒドの慣用名はアルデヒドを酸化して できるカルボン酸の慣用名の語尾のicocid を-aldehydeに変えてできる HCHO ホルムアルデヒド (formaldehyde) ←Hcool ギ酸 (formic acid) →アルデヒドは還元剤として働き、自分自身は 酸化されてカルボン酸に R-CHO+H2O→R-COOH+2H++2e- ←ケトンは還元性を持たない。 休 ①銀鏡反応 Ag+にするため(塩基性で存在するため、) アンモニア性硝酸銀水溶液にアルデヒドを 加えて温めると、Agがアルデヒドに還元されて、 単体の銀が析出沈殿× ・試験管の内壁に銀が鏡のように折出 →銀鏡反応と呼ばれる。 Re: Agtte→ Ag. 全: R-CHO+H2O→R-COOH+2H++2e- ・R-CHO+30H R-COO+2H2O +2e 〔中和されてイオンに → し右辺にHダメ 全体:R-CHO+2[AgCMMT+30H →R-COD+4Nts+2Agd+2H20 塩基性条件の理由 ↑アンモニア硝酸銀水溶液を使う理由 アセチリド反応:電離させるためにOHを増やしたい 銀鏡反応:塩基性条件下での 大 ②フェーリング反応 フェーリング液にアルデヒドを加えて加熱すると、 フェーリング液中のCutが還元されてい 酸化銅(I) CuzOの赤色沈殿が生じる CH3CHO アセトアルデヒド facetaldehyde) ←CHscoot酢酸(acetic acid) CH3CH2CHO プロピオンアルデヒド (propionaldehyde) ←CHsCH2Cool プロピオン酸 (propionic acid Ace: 2Cu2++20H+2e→CO+H20 ケトンの命名法 カルボニル基に総合しているアルキル基をアルファベット順 に並べて語尾に「ケン」をつける。 慣用名 ex. CHscoCH ジメチルケトン アセトン CF3CH2COCH3 エチルメチルケトン (塩基性条件下) R-CHO. 全体:R-CHO+2Cu(OH)2+NaOH →R-Coo+Cw06+2H20+Nat
ページ19:
No. Date フェーリング液 ・フェーリング液とは、硫酸銅(II)CuSO4 Cuzメ ・刺激臭のある液体 ▲アセトアルデヒド CH3CHO . 水酸化ナトリウムNaOH、酒石酸ナトリウムカリウム水にも有機溶媒にもよく溶ける の混合水溶液である、アルデヒドの ・さらに酸化されると酢酸になる。 Cu2+をNaOHがあるため、水化銅(Ⅱ)Cu(OH)2・ヨードホルム反応を示す. の青色沈殿が生じてしまいそうだが、酒石酸 イオンによって、銅のキレートイオンを作り沈殿 を防ぐことで、アルデヒドによって還元されるよう 工夫している. HO-CH-C00 Mã 酒石酸 Ho-c-cook ナトリウムカリウム Cu2+ 使いたい☆アルデヒドのなので、 塩基性にしたい! →Cucot2を防ぐために酒石酸Nak ・製法 (a)エタノールを酸化(実験室的製法) CH3-CH2-OH CH-C-H (b)アセチレンに水を付加(昔の工業的製法) H-C=C-H±60, (H- H OFV CH3-C-H ⑩エチレンを塩化パラジウム(Ⅱ)Pdclz及び 塩化銅(Ⅱ)Cucl2を触媒として、 酸素で酸化する(ヘキストクッカー法) 2CH2=CH2+02 2CH3CHO キレート錯体作ってCを保護↑ アルデヒドの製法 第1級アルコールの酸化 ケトンの製法 R-S-OFF→R-C-H 0 第2級アルコールの酸化 アルケンのオゾン酸化 CH3 C=CACH3 CH3- cts! SH CH! 代表的なアルデヒド ホルムアルデヒド HCHO ・無色・刺激臭の有毒な液体 -CEC-HD C=C ・水によく溶け、40%水溶液をホルマリンという、カルボン酸のカルシウム塩の乾留 H OHI 一酢酸 カルシウム R-CHER act3 アルケンの酸化 CH3- CH3CH3- ,CH3 C=C c:o+0=c CHB H CH₂ H ①アセチレン以外のアルキンへの水の付加H R-C-R ← ・メタノールを酸化することで得られる。 ・さらに酸化されると、ギ酸、炭酸を経て、 水と二酸化炭素に分解する。 -R (Rcoo)2Ca+caCD3.RがCHのとき R-C R- Cat -0° アセトンが R-C-R+CaCO3 生
ページ20:
No. Date 代表的なケトン ☆アセトン CH3COCH3 ⋅ 芳香性の無色の液体(沸点56℃) 疎水性のメチル基と親水性のカルボニル基を 持つので、水によく溶け、有機溶媒としても広く 用いられる。 CH3CCF3 極性 小 小 丁度いい ・ヨードホルム反応を示す。 製法 (a) 2-プロパノールの酸化 → ヨードホルム反応 A • CH3-CH-Qordf3-c-Qを持つ場合、 OH ヨードホルム反応を示す。 Cort ヨウ素と水酸化ナトリウム水溶液を加えて、 60℃程度に温めると、特異臭を持つ ヨードホルムCHISの黄色沈殿が生じる CH3-CH(OH)-とCH3-CO-の関係 CH3-CFIL-BAC CH3-C- QE!! by ヨウ素 これがヨードホルム反応を CH3-CHT CH3 CH3-C-CH3 Hi (6)酢酸カルシウムの乾留 (CH3COO)Ca→ CH3-&-CH3+CaCD3 ※ヨードホルム 示す。 al Cl(702) H-C-cl →H-C-I cts-c CH3- CH3-C-CH3 de コレヨード) I b 0 トリクロロメタン ヨードホルム + クロロホルム CaCO3 (C)プロピン(メチルアセチレン)への水の付加 CH3-C=C-H+H2O CH3- Ho ,H (H) 0 CHB-C-CH3 → " 0 ◎ヨードホルム反応の原理 7 H H-C-C-R HOH H R 酸化 置換 I NaOHZ (d) プロペンの酸素による直接酸化 ヘキストクッカー法と同じ 2 H clo-c=c+02→2 H CH3-C-CH3 0 ICSC-R IT 0 HON 加水分解 ·I-C-H + Nao-e- 分解 I • ヨードホルム反応の反応式 0 (elクメン法・フェノールの製法(詳細は後) RCOCHE+I2+QNaOH→ ROOONa+CHI+QH20+Dm] •H CH3 CH RCHCOH)CHI2+6NbOH→RCOONa+CHI ALO+SNaI ベンゼン cha 0271116-0-0-1 H.504 OH CH3 クメンヒドロ 分解 CH3-C-CH31 ペルオキシド
ページ21:
No. Cafe カルボン酸 分子内に-COOH(カルボキシ)を持つ化合物を カルボン酸という カルボン酸の分類 L-COOHの個数 1個:1価カルボン酸(モノカルボン酸) 2個:2価カルボン酸(ジカルボン酸) 鎖状1価カルボン酸=脂肪酸 ・不飽和結合あり・・・不飽和脂肪酸 なし…飽和脂肪酸 ・Rの部分の炭素数 [多い(Rの中に以上)…高級脂肪酸 (少ない(Rの中10以下)…低級脂肪酸 その他 ・ベンゼンあり・芳香族カルボ酸直結 ・OHあり・ヒドロキシ酸 カルボン酸の名称 実際使うのは慣用名 →低級脂肪酸 0 0 11 H-C-OH CH3-C-OH ctl3-CH2-C-OH ✓低級不飽和脂肪酸 H. HO H. 'cool H' COOH メタクリル酸 アクリル酸 飽和ジカルボン酸 0 0 u 0 17 0 HO-C-C-OH HO-C- (CH2)4-C-OF シュウ酸 アジピン酸 不飽和ジカルボン酸 HỌC C , COOH HOOCC=C₂H H ・H H' "Cool マレイン酸 フマル酸 H' メチレンマロン酸 ヒドロキシ酸 COOH ・フェーリングラ OH " CH-CH-COOH HO-C-CH-CH-C-OH 乳酸 O OH OH O 11 酒石酸 SH-CON Ho-C-cool CH2-C-OH. クエン酸 11 0 高級飽和脂肪酸 ギ酸 酢酸 プロピオン酸 0 ポプロピオン " ctB-CH2-CH2-C-OH アルデヒド 酪酸 D 〃 C15Hai-c-OH パルミチン酸 高級不飽和脂肪酸 CMH35-C-OH ステアリン酸 0 CmH33-C-OH CmHal-c-OH Cmtboy-c-OH オレイン酸 リノール酸 リレン酸
ページ22:
No. Date カルボン酸の反応 ①二分子会 ・カルボン酸は強い極性を持つ ③酸無水物生成 2個のカルボキシから水分子1個が 取れた形の分子を酸無水物という ---Flo CH3-C -CH3 ・OHを持つから、分間水素結合を形成 分子間脱水 →他のカルボキ溝を二量体を形成 OH---O極性大 07 脱水 OF ARK, CH-CO +H₂O CH-C CH3-C 20+H20 OH △ ctl3- (P4010) 同程度の分子量を持つアルコールと比べて、 沸点は高い 無水酢酸 酢酸 COOH10強い極性を持つので、 分子内脱水 低級脂肪酸は水に溶けやすいが、 級脂肪酸は水に溶けにくくなる ercogen H AROK 0+10 L ・分子内における-cootの寄与が小さいから、 ②カルボン酸の酸性 H COOH マレイン酸 無水マレイン酸 -SOH>-COOH > CO₂ ・COOHは酸性・・・弱酸性・ 酸の強さ:スカタンフェー OH 脱水 0+H120 ▷塩基と中和反応 炭酸よりは強い RCOOH NaOH RCOONat Heo 弱酸遊離反応 CO2OHより強い →これらの塩と弱酸遊離反応 ex. 「炭酸水素ナトリウムを加えると発泡した」 → Rooout Notices coonaco theo Ở NaHCO3COOHの検出 CO2↑ Ma.K.OHの検出生不 coot フタル酸 無水フタル酸 ※分子内脱水できないジカルボン酸 ・フマル酸 HOC ・H C=C -coota H1000M速すぎて脱水不可 ・メチレンマロン酸 H HO C=C" coot → H 脱水不可 ←四買環(不安定) 当分子内脱水できる条件は、 2つのカルボキ婆が近いかつ安定な五員環or員環 が生成すること。
ページ23:
No. Date 芳香族化合物 芳香族炭化水素 ベンゼン ' 分子式 Colo、略記型構造式 ・アセチレンを3分子重合することで得られる · 現代的な化学によれば、ケクレの説明に 微妙に正しくない。 H. H H H-C=C-H →H-C C=C C-H H ベンゼンの全てのC-C結合は対策 →ベンゼンの形状は平面正六角形型 炭素原子間の結合を家 単結合>>三重結合>三重給 . " ベンゼンの置換体の異性体: 一置換体:1種類 ' 付加反応が起こりにくい安定だから、 二置換体:3種類 ← 置換反応が起こりやすい ◎ベンゼンの構造が決めるまでの歴史 • ・「素から手が4本、水素から手が1本」を守って 「実験で作られていたベンゼンの性質」を満たす Catsの構造をし①具置換→1種類 推定するのは魅換→3種類 ③が反応を起こしにくい。 難しかった 1865年、ケクレが構造を提唱 ①を満たすが、②③は満ださ H- ない→「ベンゼン環の二重 1 H C H 10固定されておらず、目にもH とまらぬ速度で移り変わっているため、 単と二重結合の区別なのかず、また、付加反応も →二重結合を形成する兀電子は、特定の炭素原子間 に束縛されることなく、分子全体に非局在化して いると考えられている。 ↓エネルギーに安定化する。 共鳴という考え方を使って表記する。 L真実の構造に近い構造式をこの並べて、 その中間的な構造を自分で想像してもらう。 ・ベンゼンと同様の「亀の甲」構造とベンゼン環 といい、ベンゼン環を持つ分子のことを芳香族 化合物と総称する。 香を持つものが多かったが、今は様々 起こしにくい上
ページ24:
No. Date 代表的なカルボン酸 ギ酸HCOOH エステル ・還元性を示すカルボン酸 H-COF 酸とアルコールが脱水縮合してできた。 化合物をエステルという。 アルデヒド 濃硫酸を加えて加熱すると一酸化炭素CO エステル化反応 が発生 脱水 HCOOHCO+H2O ・カルボン酸とアルコール(orフェノール類)を混合し、 酸触媒下で加熱すると、脱水縮合反応の 酢酸ctl3COOH 一種であるエステル化が起こり、エステルと水が生 ・「お酢は希薄(5~8%)な酢酸水溶液 0 • 純度の高い酢酸は低温で凍る(融点1672) R1-Cfotl HD-P2R-C-o-P2+H20 これを氷酢酸という。 エステル化 加水分解…(H2Oタムを左に平衡) . 脱水剤加えて加熱すると無水酢酸になる・エステル化は可逆反応 シュウ酸(COOH)2 4 2価カルボン酸 Q. 路結石 →アセチル化反応に利用(詳細は後) ・シュウ酸イオンC2Oはcatと沈殿形 吸湿作用・脱水作用があるから、平衡を右に 一応還元剤だが、有機では「還元性を 示すカルボン酸」、ギ酸 移動させてエステルの収率を上げられる。 ・エステルに触媒として硫酸や塩酸を 濃硫酸を加えて加熱すると、一酸化炭素CO 加えると平衡が左に移動して加水分解 →未反応のカルボン酸・アルコールが残っている状態で 平衡状態に至る。 ・エステル化の酸触媒・・・・濃硫酸 • き が発生 脱水 ・希酸水溶液には水が多量に含まれるから、 Cool)25co+Co2+H2O theo ※エステル化における脱水の仕方 フマル酸とマレイン酸 R 分子内脱水可・マレイン酸 融点・沸点…フマル酸 マレイン酸は133内水素結合も作る ◎シス形がマレイン酸、トランス形がフマル酸 虎に踏まれて稀に死す。 ・エステル化はカルボン酸側の-OHと アルコール側のHが結びついて脱水する th ↑同位体追跡(アイソトープトレース)をいう方法で 実験的に確認することができる。 0 R-COH HOR ◎示性式の書き方 -X R1-0-0-R2R1000R2 R2-0-C-R1 ROCORI.
ページ25:
No. Date 芳香族化合物 位置異性体 ハロゲン Br ・ベンゼンの二置換体以上の置換体においてはCl 置換基の位置関係によって構造異性体が 生じる クロロベンゼン ブロモベンゼン A フェノール OH' OH OH otl ctl B オルト メタ Bパラ -ctl3 ・ベンゼン環に結合する官能基の位置関係がフェノールロークレゾール-クレゾール CHρークレゾール 異なるだけの構造異性体を位置異性体という、1カルボン酸 ctl3 ex. CH3 CH3 CH3 CH3 -キシレン m-キシレン 芳香族化合物の慣用名 COOH COOH cootl AL cool! L. Cool 安息香酸 フタル酸 イソフタル酸 CH3 COOH キシレン Fi COOH telephone CooHテレフタル酸 サリチル酸 otl その他の置換基 ベンゼン CH2OH CHO SOH 10 炭化水素基 OH3 2-CH3 CH3-CH-CH3. ベンジルアルコール ベンズアルデヒド ベンゼンスルホン酸 ND2 NH2 トルエン エチルベンゼン クメン ニトロベンゼン アニリン CH3 CH3 CH CH ベンゼン連結 00 000 of CF3 cita カーキシレン キシレン SH=CH2 p-キシレン エフタレン アントラセン フェナントレン CH=CH2 スチレン CHCHzージビールベンゼン
ページ26:
No. Date エステルの命名法 エステルの名称はその材料となるカルボン酸の 名称と、アルコールのアルキル基部分の名称を 連結させると命名する ex. 0 M ◎エステル化・加水分解・けん化ヒー ・エステル化 R-C-OH+HO-KR-C-O-R+H2O NaOH 0 AHCR 加水分解 0 不可逆 離 けん化 CH3-CH2-O-C-Hギ酸エチル 不可逆R-G-ONa+KOH 0 O-CH3 安息香酸メチル アセチル化 70-2-c+3 酢酸フェニル エステルの性質 ・酸無水物をアルコールを反応させると、不可逆的に 反応が起こり、エステルとカルボン酸が生成 R-cx 0 のエステル結合は極性が小さい官能基であるため、 基本エステルは水に溶けにくく、有機溶媒に 溶けやすい油状中性物質である。 10 + HO-R' -> R-C- D-> R-E-O-R²4 R-C- OH 酸無水物 アルコール エステル カルボン酸 · 果実のような芳香を持つ(ex.バナナ、リンゴオレンジ)・RがCHのとき、つまり、無水酢酸を用いる場合、 4 カルボン酸とは構造異性体 この反応をアセチル化という ex. ギ酸メチルを酢酸 アセチル基 ・・エステルはカルボン酸に比べて沸点が低い (CH₂-C's CH3-C. 0 0 1+10-B-7 10 1CH3- -O-R CH3-C-OH エステルには一OHない→分子間水素結合なし 0 RI-C-o-R2+Naoko けんだ 0 エステルのけん化 ・エステルに塩基を加えて加熱して、カルボン酸の塩 とアルコールに分解する反応をけん化という 14 +NaOHO RC-ONa+HO-P2 無水酢酸によるアセチル化ヒー 無水酢酸 アルコール酢酸エステル酢酸 元に戻りたい = ・無水酢酸に酢酸に比べ反応性が高い物質 だから、アセチル化は触媒を必要とせず、また。 不可逆的に進行する エステル 強塩基 カルボン酸の塩 アルコール 無水酢酸CCH2C)2010 " ・けん化は不可逆反応 HO アミノ-NH2N-cts のHを奪ってアセチル基-G-CHsに置換し、 自身はCH3COOHとなる
ページ27:
No. Dotar 芳香族化合物の置換反応 スルホン化 ・ベンゼン環に安定であるため、ベンゼン環がベンゼンと濃硫酸を混合して約80℃に加熱すると 破壊される付加反応は起こりづらい ・ベンゼン環自体を保存した状態でそれに 結合する原子団が変化する置換反応は起こり やすい ハロゲン化 ・ベンゼンと塩素を、暗所でPeまたはFeclsを 触媒として反応させるとクロロベンゼンが生 この反応を塩素化」という. +clz Fe or Fedz 暗所 ・ベンゼンと臭素を、暗所でPeまたはFerを ベンゼンスルホン酸が生成、この反応をスルホ化をい HTHOS-OH Sosh+Ho + 0 • ※この反応での濃硫酸は反応物 ・ベンゼンスルホン酸が持つSD3Hという事を スルホ基という、スルホ基には硫酸由来の OMが1つ残っているため、これが電すること により強い酸性を示す 触媒として反応させるとブロモベンゼンが生、水素付加反応 この反応を臭素化という。 XH₂ cl+Hcl 芳香族化合物の付加反応 強制的に付加反応を課すことは可能 Fe or Feb ×H2 +Br2 -Br+ HBr 曙所 ・ベンゼンに対して高温・高圧下でニッケルや 自金を触媒に用いて水素を反応させると水が 付加してシクロヘキサが生成 塩素化や具素化はハロゲン化と総称される。 ニトロ化濃硫酸と濃硝酸の混合物 +3H2 MilPRIP CHT2 -CH₂ ctt CH2 ・ベンゼンを混酸を混合して約的で加熱すると、塩素付加反応 CH-CH ニトロベンゼンが生、この反応をニトロ化」という、ベンゼンに対して紫外線照射下で塩素を 反応させると1,2,3,4,5,6-ベクサクロロシクロヘキサン CY H+H OF N - O HMSDA (1) Nos ttl △ 42504173 (ベンゼンヘキサクカリドリが生α Hurch H 脱水 ' ニトロベンゼンが持つ-NOという +3cl2 紫外線 H-C H 官能基をニトロ基という、ニトロ基は中性官能基 H' であるため、ニトロベンゼンは中性物質である 皆塩素の... Cl H 酸とも塩基とも S置換反応→暗所で 反応しない (付加反応→紫外線照射下で
ページ28:
No. Date エノールエステルである可能性がある。 ' → OH エノールエステル ・「エステル=カルボン酸+アルコール」でないとき、 -C-C- " HO ☆代表的な高級脂肪酸 脂肪酸RCootは、炭化水素基Rの部分が.. 1単結合のみからなる→飽和脂肪酸 に重結合を含む 不飽和脂肪酸 分類 名称 示性式 の不動産 エノール形 ケト形 バ飽和 パルミチン酸 CistalCont 0 固体 2 加水分解で生成したクト形をエノール形に 戻してエステル化すればよい! ス脂肪酸ステアリン酸Cntscootl 0 ほっすぐ オレイン酸 CH3COOH 1 不飽和 リノール酸 CatalCOOH 酸 2 液体 油脂 リルン酸 CHACOOH 3 まろい ・動植物中に含まれる、脂肪や油の中に含まれている 疎水性の物質を油脂という イ 油脂に3個アルコールのグリセリン1分子を、 3分子の高級脂肪酸とが、3ヵ所でエステル化 [したものである CH2-OH HO-C-R CH2-OF HO-S-ド 15才でパールみて、17サンゴでステアする オレ1人の子のれん オレイン酸のみからなる油脂 1分子量:884 オレはハヤシ に重合:C=c3本、C=03本 脂肪酸の融点 ・飽和脂肪酸>不飽和脂肪酸 ∵天然に存在する不飽和脂肪酸の二重結合は → 全シス形 分子鎖が折れ曲がる 飽和脂肪酸は直線状 ⇒分子間力が飽和脂肪酸>不飽和脂肪酸 1 CH-OH HO- - -K ード グリセリン ○高級脂肪酸 CH2-O-C-R エステル化s ctb-o-G-R'+120 油脂 分子間力 分子間 油脂もエステルの一種であるから、エステルが示す. 性質は全て示す。 t →融点高 →融点低 油脂の高 飽和脂肪酸を不飽和脂肪酸 常温で固体である油脂を脂肪、液体である 油脂を、脂肪油といる。 常温での状態は二重結合と深く関係している 脂肪酸の要点の違いは、脂肪酸とグリセリンの エステルである油脂の融点でも成り立つ → J脂肪:常温で固体の油脂、二重合 融点 脂肪油:常温で液体の油脂、二重合 融点
ページ29:
No. Cate 芳香族化合物の酸化反応 1側鎖炭化水素基の酸化反応 ・ベンゼン環は基本酸化されて酸化開裂する ことはない →ベンゼン環に結合した炭化水素基が 塩基性条件下の過マンガン酸カリウムによって 酸化されて根元からカルボキシ基に置き換わる。 Cook ct-ctl3 SH3 KMD cootl 立体異性体の書き出し問題 OH -CH2-CH-CH3 CH2-CH-CH3の立体異性体は? ott CH3 分子内対称面 CH2-C OH H OH H CH2-C (時計, 反時計) CH3 CH3 CH3 [1カ所だけ CH2-C CH2-C OH 入れ替える H CH=CH2 KKM DY cootl Ctz good! OH H OH OH H H CH2- ・CH2-C cto CH3 CH3 (時計, 反時計) (反時計, 反時計) ctl3. COOH ctl3 KMm04y 感 KMuays CH3 CH3 1カ所だけ CH2-C -CH2-C TOH 入れ替える。 OH etta cool' ctls H coot OH ベンゼン環自体の酸化反応 酸化バナジウム(V) V205を用いて空気酸化すると、 ベンゼン環が酸化、接触法 CH2-CH (時計, 反時計) CH3 Q OH CH2-C CH3 (時計,時計 ) 空酸化 V205 ナフタレン 無水フタル酸 空気酸化 H-C V205 ベンゼン ※化学反応式 無水マレイン酸 2+90=220+4c0+4H0 2+90212052265 Ho 0+400+41:0 Học có
ページ30:
No. Date 油脂の硬化と硬化油 ・脂肪油に、Ni粉末を触媒として約180℃で 加圧しながら水素を付加工セるとC=C結合が減る →直鎖状の飽和脂肪酸を主成分とする 油脂と同じになる→国体になる。 ・乾性油の例亜麻仁油、イワシ油、ヒマワリ油 乾性油は油絵具やニスに用いられる 塗ったら固まる。 ◎硬化油と乾性油 硬化 ⇒脂肪油を人工的に脂肪にした。 これを硬化といい、これで得られる 固体の油脂を硬化油という ex. マーガリン、ロウソクセッケン 二重結合を 多く含む油脂 (022酸化) 乾燥しやすい ←硬化油 (H2付加)からなる油脂 乾燥、油脂の分子間が 「架橋された高分子」 単単総合のみ ・油脂ではない 乾性油 植物性の脂肪油 バター・・・固体の動物性脂脂 けん化価とヨウ化価 油脂の乾燥と乾性油 けん化価 ・脂肪油を空気中に放置すると、空気中の酸素・・油脂(gを完全にけん化するのに必要なKOHの によって徐々に酸化され、分子間を酸素が 質量をmg単位で表した値のことをけん化価という 架橋して重合し、固化する。この現象を油脂のけん化価は油脂の分量を反映する 乾燥といい、乾燥しやすい油脂を乾性油という CH2-oco-Ri CH2-OCO-CH12- -CH=CH-...-CH3 CH-OCO-CH2- 1 CHOCO-CH2-····CH=CHF····CH3 al-oco-alb-CH-CH-CH CH-OCO-CH2- 1 C12-OCO-CH2····CH=C- CH-OCO-CHュー CH-OCO-CH₂- 102 CH-CH -CH13 CH-OCO-B2+3KOH cbb2-000-R3 CHューOH Rr-cook けん化、 △ CH-OH+R2-cook C-011 R3-cook 0 -CHS --CH-CH-CH3 0x20-3 11mol 4560-molcaけん化価) 油脂 KOH 07103 M 21.3. 56 CH12-OCO-012- 0 1 CH-000-46--CH-001. CH₂-OCO-CH-CH-CH- CH₂ 10=3×56×103 M 3×56×103 →M= CH3 a.
ページ31:
No. Date フェノール類 ベンゼン環に一OHが直接結合した化合物の ことをフェノール類という ・アルコールとはやや異なった性質を示す。 →ベンゼンに直接結合した-OHをフェノール性ヒドロ キシ基、アルコールの-OH基をアルコール性ヒドロキ と呼んで区別する フェノール類の反応 中和反応・弱酸遊離反応 フェノール類は疎水性のベンゼン環の影響が 強いから水に溶けにくい フェノール類は弱酸性を示す. アルカリ金属との反応 フェノール類も-OHを持つため、アルコールや カルボン酸同様に、アルカリ金単体と反応 を起こすことができる 2ot1+2No→Na+H2 フェノールの性質 ・白色の固体である。 ・医薬品の原料として有用(サリチル酸) → ・酸ので水酸化ナトリウム水溶液と中和する。 OH+MootloNa+Ho 塩化鉄(Ⅲ)FeCl水溶液に加えると青紫色 アルコールとフェノール類の比較 →塩基と中和反応を起こして塩を作る。 OH+NaOH→DNa+H2O 酸の強さ:スカタンフェー ナトリウムフェノキシド ける Naotag 液性 アルコール 中性 フェノール類 微弱酸性 反応しない 中和反応を起こす。 −SO3HCOOHCO2>OH 金属 Na 反応して水素を発生 →フェノールの塩に酸を加えると弱酸遊離 が起こり、フェノールが遊離 脱水 起こる 起こらない FeCl30 変化なし 青紫~赤紫色 臭素水 酸化される 白色沈殿 フェノール性ヒドロキシの検出 混酸硝酸エステル形成 ニトロ化 . フェノール類に塩化鉄(Ⅲ)水溶液を加えると、 青紫赤紫色に呈色←側鎖による LFotoのイオン フェノールの臭素化反応 OH 触媒なし Br +3B12 ↓+3HBr 段階 (白色沈殿) オルトパラ配向性 Br ・ベンゼン:FeまたはFeBrsの触媒+1段階の奥 I の臭素化 ⇒フェノールの塩も反応 フェノール:触媒不要で3段階の臭素化が進行 →246-トリブロモフェノールの白色沈殿
ページ32:
No. Date (略) ヨウ素価 ・油脂(80gに付加するエマの質量をg単位で 表した値をヨウ素価という ・ヨウ素価は、油脂中の不飽和結合数を 反映する CH₂-OCO-4 C=C結合が個 CH-oco + !+ n 1₂ 122 (0%) セッケン溶液の液性 セッケンの脂肪酸イオンR-COOが水溶液中で 加水分解して、弱塩基性を示す。 R-COD+H2OZR-COOH+OH セッケンの形 セッケンは親水基である-coと、疎水基である。 炭化水素基を併せ持っている 付加 cocot 40 -cootsy (CH3-CH₂- 131- Ctz 100 極性大 -mol M 100.6 M254 :: b = 254x100xm ⇒n= M M 254×100xb 254 2/4 wol(bはヨウ素) 大きな疎水基 情報 親水 2. セッケン 油脂をNaOHでけん化して得た高級 脂肪酸のナトリウム塩をセッケンという をセッケン CH2-OCO-R1 グ Ri-coo Na CH-OCO-R2+3NaOH→セ+Pz-coo Nat. はり CH2-OCO-R3 • R₂-coo¯ Na" ・セッケンは高級脂肪酸のナトリウム塩であるから、 セッケンは一つの分子内に疎水基を親水基の両方を 持つ 長鎖の炭化水素基に無極性だから疎水基 COONは極性あるから親水基である.. ミセル ・セッケンの水溶液中では、親水性の部分を外側に、 疎水性の部分を内側に向けて寄せ集まり、全体としては 親水性分子のように振る舞う、このような集合体を ミセルといい、コロイド粒としての性質を示す。 セッケンのように、いくつかの粒子を会合することで コロイド粒子になったものをミセルコロイドまたは 会合コロイドという ・セッケン水が少し濁って見えるのはミセルが原因 水に溶けたセッケン分子の中には、ミセルにならずに 単独で遯離状態によるものもある。 ミセル 8
ページ33:
No. Date フェノールのニトロ化反応 OH OH +3HINDS H2S0yM NO2 △ オルト・パラ配向性で 一気に3段階 NO フェル ピクリン酸 フェノールの製法 ベンゼンからフェノールを合成するには、4つの方法がある +3560 ①クメン法 ・フェノールを混酸とともに加熱してニトロ化すると、プロピレン 3段階のニトロ化が一気に進行し、ピクリン酸 が生じる。 当ピクミン酸の性質 ・黄色の固体で爆発性がある ・ピクミン酸はニトロ基の影響で強酸 IS >SOSH, オルト・パラ配向性をメタ配向性 オルト・パラ配向性 オルビパラに置換しやすいことをオルト・パラ 向性という ex. フェノールの臭素化 フェノールのニトロ化 メタ配向性 CH み CH-CH-CH3 CH3 - H+☹ クメン 02 ↓空気酸化 希硫酸 CH3-CH-CH3 c-o-o-H クメンヒドロペルオキシド CH3 SoZOH 061 Ex+ CH3-C-CH3 1 ・オルト・パラに置換しにくいことをメタ配向性という②ベンゼンスルホン酸のアルカリ融解 ex.ベンゼンのニトロ化メタが置換しやすい ベンゼンと混酸を混合して加熱していくと、 1つ目のニトロ基に対してメタ位の位置に2つ目、 3つ目のニトロが導入されていく。 混酸 NO2 NO2 混 60℃ < NO ON 1段階ずつ!! NO2 NO₂ OH+ CH3-C-CH3 0 フェトルー アセトン(副生物) ヌルオンイ Mot −SO3H A-503 Nat OH -o-Na ベンゼンスルホン酸ナトリウムの国体を水酸化ナトリウム の固体を混合し、高温で反応させるアルカリ融解
ページ34:
No. Date セッケンの洗浄作用 合成洗剤 セッケンの弱点 水に溶けにくい汚れたセッケンを加えると、 汚れの周を疎水基が囲み、親水基が全体を①弱塩基性タンパク質である動物性繊維× 覆う構造となる。これにより、親水基が介入して、②硬水中では洗浄能力を失う 水中に溶け出すことができる。 →この作用を乳化作用といい、ミセルが 2R000+Cat→(Rcoo)2 Cad 24000+Mot (Rco)2Mgl ->> 油汚れを取り込んで溶液中に分散し得られた ③酸性溶液中では脂肪酸が弱酸遊離する。 溶液を乳濁液という。 ROOO+H+→PCOOH セッケン分子 0 ⇒これらを克服するために合成洗剤が開発 合成洗剤 • 汚れ 繊維 界面活性剤 1 ・硫酸ドデシルナトリウムやドデシルベンゼン R-OH 4504, R-0-503H (R-0-503 Va スルホン酸ナトリウムが存在 (R=C12(125) R-O-SoNa 乳濁液 •R--Sos/Va ・セッケン分子は水分子同士の水素結合を切断するため、 水の表面張力が弱くなる。 →水面にできた泡は壊れにくくなり、セッケン水は 泡立つ " R- R-O-SOH H₂504 R-503 H Maot, ・セッケンの弱点を克服 ①中性 合成洗剤は強酸(−SO3H)と強塩基(NaOH) の塩加水分解せず、中性・・ ②硬水で沈殿物を作らない←(RSD) Caなどは →硬水でも洗浄可能 ③強酸中でも遊離しない。 合成洗剤の弱点 沈殿しない。 強酸の塩だから 分子内に大きな疎水基と強い親水基を併せ持ち、 水の表面張力を小さくする役割を持つ物質を 4 微生物に分解されにくい→いつまでも泡立つ L枝分かれが多いから、→公害を起こした。 界面活性剤という. 疎水性部分 ⇒直鎖状のアルキル基を用いた洗剤を使う 親水性部分 L天然のセッケンに比べると生分解性低 空気 空気 水分子- 水 ※湯瀬ミセル 水分子間の水素結合はより強 く引っ張られて, が壊れる 水の泡の場合 疎水性部分同士の引力は弱いので泡が壊れにくい セッケン水の泡の場合
ページ35:
No. Dat 構造決定 合成経路・抽出操作 フェノールの製法 CH₂-CH-CH3 CHI=CH-CH3 02 0-0-H CH3-c-CH3 HSO4 クメン クメンとドロ 0 SO3H SOH ペルオキシド 7 CH3-2-CH3 H2SO4 Naot Naotla アセトン ベンゼン ベンゼン スルホン酸 スルホン酸 ナトリウム Na OH 強酸 cl ナトリウム 酸遊離 cl2 NaOHA フェノキシド 温酸 0 クロロベンゼン NO2 NH3Cl Sn+Hcl MaNost Hol NANCE H20 アニリン ニトロベンゼン 塩酸塩 塩化ベンゼン ジアゾニウム アニリン系統の反応式 ①ベンゼンのニトロ化 +HNO NO2+H2O ニトロベンゼンの還元 ⑧ アニリンのアセチル化反応 ⑨アニリンのさらし粉反応・赤紫色 ⑩ アニリンブラック生成反応 2匹NO2+3Sn+14HCL→2WHCl+3SnCl4+40 ③ニトロベンゼンの還元 NO2+3Hz M触媒 MH2+2H20 ④弱塩基の NHCD+NaOH→NH2+NaCl+H2O ⑤ジアゾ化 NH2+ NaNoz+2Htcl氷冷[NN]C+NaCl+2H2O ⑥ カップリング反応 [NEN]CC+ON N=Not+Nacl ⑦ 塩化ベンゼンジアゾニウムの加水分解 [NEN]CK+H2O OH+N2+HCl
ページ36:
No. Date ③クロロベンゼンの加水分解 2001 cl サリチル酸とメタノールを濃硫酸と共に加熱すると 通常のエステル化が起こり、サリチル酸メチルが住民 弱酸 T -σ Nat C-011 HO-013 -ott クロロベンゼンを水酸化ナトリウムを混合して 高温・高圧下で反応させる・・・加水分解 14 cl → ☺ & Na+HCl 構造式 ◎アセチルサリチル酸とサリチル酸メチル 名称 アセチルサリチル酸 -coor 0-C-CH3 ・OH ·C-O-CH3 ○+120 サリチル酸メチル NO+H ④塩化ベンゼンジアゾニウムの加水分解 状態 白色固体 0 11 -0-ctts OH 油状液体 SH No. MSCI 用途 解熱鎮痛剤 消炎鎮痛剤 アニリン塩酸塩 FroCl3 ジア [N=NCProtl+Mstticl 塩化ベンゼンジャゾュウム ex.バファリン、アスピリン ex.サロメチールサロンパス 変化なし 青葉~赤紫 「アセチル~」→アセチル化」「サリチル酸」→サリチル酸を 名称の「~酸」→-000おり カルボン酸側とするエステル 特徴 「~酸メチル」→メタノールを サリチル酸 製法 off アルコール側とするエステル Naot ONa 中和 フタル酸 ・ローキシレンを酸化して得られる。 T Eirot HCl -OH • 分子内脱水で無水フタル酸に ナフタレンを酸化 Cool サリチル酸ナトリウム cootl サリチル酸 ナトリウムフェノキシドの結晶に高温・高圧の二酸化炭素 を反応させる・・・コルベ・シュミット反応 誘導体 ・サリチル酸に無水酢酸を加えてアセチル化すると、 アセチルサリチル酸が生 OH CH3と -OH CH₂-G² 0 -offs +cHscoot G-OH + CH's cool! •CH3 (MUDA CH3 酸化剤 Fircooty 分子内 THE THO 脱水 強すぎる酸化剤 +902 り 0
ページ37:
No. Date 無機エステル化 ・一般に無機オキソ酸はアルコールと無機エステルを作る。 X-OH+HO-RX-O-R+H2O 無機 無機オキソ酸 アルコール エステル化 無機エステル 「エステルは 酸とアルコール) からできる! ・硫酸ドデシルナトリウムのような高級アルコール系合成洗剤を合成する際には、 硫酸とアルコールとの無機エステル化が利用されている。 0 機 R-OH+H-O- -O-H エステル化 IRTIVAL R-O-S-O-H MOH ↑ 高級1個 R-0-8-07 -o-Nat. アルコール 硫酸 無機エステル 高級アルコール系洗剤 グリセリンを硝酸で無機エステル化態と、硝酸エステルであるニトログリセリンが得られる。 CH₂-OH HD-NO₂ CH-OH+HO-NO2 CH2-O-NO2 無機 エステルビ CH-O-NO2 +3H2O CH2-OH HO-NO2 グリセリン CH2O-NO2 硝酸 ニトログリセリン ニトロ化を硝酸エステル化 ニトロ化 20 N 濃硫酸 01=トロ △ RIN 0 . 硝酸エステル化 1 相手が ヒドロキの場合 R-H+HO-N R-OH+HON? 濃硫酸 R-O-N -Não +H20 「エステル」だから 硝酸エステルの一部 ニトロとはいわない。 加水分解・けん化が起こる 1+ H2O 加水分解しない 0.
ページ38:
ジアゾカップリング ベンゼン -NO2 混酸 ニトロベンゼン A NO₂ Sn HCP NHCR NAOH アニリン塩酸塩 NA Date NH2 アニリン Na NO2HCl 氷冷下 官能基の極性 炭化水素基 炭素と水素の電気陰性度の差は小さい →無極性官能基と考えてよい アルデヒド基・ケトン基・エステル結合・アミド総合 ・C=O結合を持つ LO原子が電子を引きつける →若干の極性が生まれる ▲ヒドロキン・アミノ基 ・O-H結合、N-H結合は、極性が大きく、 水素結合形成 ・カルボキ C-O結合とo-H結合を有する。 →極性大きい→結合形成 スルホ基 ・強酸性官能基→極性とても大きい 極性 大 -CHm -C- -OH -COOH - SOH -0- 0 -NH₂ -C-H -NO 11 H 0 -0-0- 11 0 -C-N- " 1 0 H INENICL H20 塩化ベンゼン ジアゾニウム -σ Nat OH KEN=NOH フェノール フェニルアゾ フェノール 有機化合物の水溶性 ・炭素数が大きいと、極性官能基を持っていても、 水溶性は低い 疎水性官能基が親水性官能基の影響を弱める。 ・塩(イオン)の形になれば、水層に溶けるようになる。 中和も弱酸・弱塩基反応 →酸の強さ:スカタンフェ −SO3H>Cool>CO2OH 抽出操作 ・有機化合物の混合物の分離には抽出を行う ↑水に溶けにくい性質を利用して、有機溶媒を 用いて、芳香燥化合物を分離 ◎ジエチルエーテル・抽出の有機溶媒 ・水と混ざりにくく、多くの有機化合物を溶かす。 ・水との密度が高い→水層とエーテル層に分離 ・他の有機化合物や、酸塩基と反応しない。 ・低沸点だから!少し加熱するだけで他の有機化合物を分解させずに 容易に除去できる
ページ39:
No. Dato 分子内エステル化 ・ヒドロキシ酸を酸触媒のもとで加熱すれば 分子内脱水が起こる。 ・このとき、新たに生じた環構造が安定であることが 条件 L五貫環or六員環 ニトロ化合物の性質 ・ . 水に不で比重は水より大きい 通常の条件下では黄色に呈するものが多い ニトロ基を複数含む化合物は爆発性がある NO2の不飽和度は1 加熱 ニトロベンゼン CH2-OH Riccoot OH CH五員環 ・ベンゼンに混酸を加えて、約60℃で温めて ※ 反応させることで得られる 四員環(不安定) D ++ HNO3 + NO2 + H₂0 脱水不可 常温で黄色の液体 ニトロ化合物 ・分子内に-No2(ニトロ基)を持つ化合物を二基の反応性 402 NO2 ニトロ化合物という NO2 ex. NO2 NO2 ニトロベンゼン ロージニトロベンゼン No2 ニトロ基は.. fm-配向性 置換すればするほど置換 しにくくなる。 [次の段階の置換反応を不活性化」 →ベンゼンのニトロ化では... ↓ 1つずつ加熱 1段階目は60℃、2段階目は95℃で起こる。 NO2 こじっている! NO2 m-ジニトロベンゼン NO2 ロージニトロベンゼン 混酸 NO2 OH 60℃ 02N NO2 NO2 混酸 もっと NO2 ON 起こりやすい 2 起こりにくい NO2 NO2 02N- 1,3,5-トリニトロベンゼン 23 M02 NO₂ 24,6-トリニトロトルエン TNT爆弾 ピクリン酸 フェノールのニトロ化 O.P-配向性 1個目の置換<2個目の置換≪3個目の cl2-ND2 次の段階の置換反応を活性化 で起こりやすくなる ミトロメタン →3段階のニトロ化が一気に進行 OH OH 混O2NNO2 一気に!! NO2
ページ40:
No. Dale 抽出のフローチャート COOH .OH .NH2 .CH3 MOH NaHCO3を加える。 水層 -CooNet エーテル層 JOH -WH2 -ctl3 OH HC1 を加える。 NaOH を加える。 -Coofl 弱酸 OH 水層 oNat エーテル層 -NH2 -CH3 HCI を加える。 HCIを加える。 中和 弱酸遊離 OH 水層 NHBER エーテル -c+3 NaOH を加える。 蒸留 弱塩基遊離 -NH2 b.p.80.1°C b.p.111°C -CH3
ページ41:
No. Date • アミン アンモニア分子中の水素原子のいくつかを炭化基 に置き換えた化合物をアミンという. H Ŕ" アンモニア 第一級アミン 第二級アミン 第3級アミン H-N-H R-N-H R-N-R" R-M-R" H H ・アミンは弱塩基性←アンモニアが弱塩基性 N原子が非共有電子対を持つ →ドを配位結合することができる。 ・第一級アミンが持つ-NH2はアミノ基と呼ばれる アミンの中和反応 ・アミンは弱塩基性→酸を中和反応 ex.アリニン+塩酸 アニリン塩酸塩 → NH+HCQNHSCR アニリンは水に溶けない・ベンゼン環を持つ アニリン塩酸塩は水に溶ける。 アニリン 実験室的製法・ニトロベンゼンの還元 ①ベンゼンのニトロ化・・・ベンゼンに混酸 + 1 + HNO3 HOT NO₂+ H₂D -M2+H20 →アニリン ②ニトロベンゼンの還元 兄さん重要 12314 ✓工業的製法…標にするニトロベンゼンの還元 ・ニトロベンゼンにニッケル触媒でご様を反応 させると、多段階に分けることなく、ニトロベンゼンから アニリンを直接合することができる。 NO2+3H2Nto+260 1検出反応 アニリンは酸化されやすい -NH2のN原子に非共有電子があり、 adeに奪われやすいから。 →酸化されやすいことを利用して検出 ①アニリンのさらし粉反応 アニリンにさらし粉CaCl(CLO)・H2Oを加えると、 次亜塩素酸イオンcloの酸化力によって、 アニリンが酸化され、赤紫色になる。 ②アニリンブラック生成反応 アニリンにニクロム酸カリウム水溶液を加えて加熱し、 十分に酸化すると、アニリングラックが住民 黒色染料 アミド化 ・カルボン酸と第1級アミンを脱水縮合すると、 アミド結合を持つアミドが生成・アミド化 0 R-C-OH + HD-N-RB-C-1-R +H60 H. カルボン酸 第1級アミュ OHKアミド総合 アミド ニトロベンゼンにスズ(or鉄)と塩酸を加えると、アミドを加水分解するとカルボン酸と第1級アジに戻る ニトロベンゼンが還元されてアニリン塩酸塩が ※カルボン酸は酸、第1級アミンは塩基だから 中和が先に起こるので、アミド化はあまり 起こらない→酸無水物でアセチル化 ②NO2+in+HCl 2 +5 ①→t4まで MAX→下がるのみ NHCl+3Pacl4 +4H20 ③弱塩基遊離 強塩基 弱塩基 強塩基の塩 弱塩基 NHacl+NaOH→NH+Nacl+H2O の塩
ページ42:
分液漏斗 . 抽出には分液漏斗を利用 ' . 分液漏斗の使用法 ①コックを閉めて上から有機溶媒を水溶液を 入れる。 ②上栓を閉めて、コックと上栓をしっかり持ち、 よく振り混ぜる ③振り混ぜると、弱酸遊離によるCO2の発生 や有機溶媒の揮発により分液漏料内の 気圧が上昇するため、時々コックを開いてガスを 抜く ④よく振り混ぜたら、上栓の溝を本体の空気孔と 合わせてコックを開いて下層を流し出す。 上層液を取り出したい場合は上栓を取って 上口から別の容器に移す。 水層と有機溶媒層 有機溶媒にはジエチルエーテルの他、ベンゼン・ トルエン・クロロホルム CHCD3・四塩ccle などが有機溶媒として用いられる。 1 ジエチルエーテル・ベンゼン・トルエンは、 CHOのみからなる化合物→密度が水より小さい ⇒上層に来る。 重い原子 クロロホルム・四塩化炭素は、Cl原子を含む ジエチルエーテル ベンゼントルエン 水層 →密度が水より大きい⇒下層に来る No. Date The 水層 水 クロロホルム
ページ43:
アセチル化 カップリング反応 No. Date ・酸無水物とアミンの反応によって不可逆的な・氷冷下した塩化ベンゼンジアゾニウムの水溶液に、 アミド生成反応が起こる。 ナトリウムフェノキシドの水溶液を加えると、2つの OH H-N-R R-C-N- R-C-OH 酸無水物 アミュ アミド カルボン酸 ex. 無水酢酸によるアミンのアセチル化 0 CH3-C-N-RCH3-C0 (CH3-C OH (CH3. EN- 無水酢酸 アミン 酢酸アミド 酢酸 ジアゾ化 ・アマリンと希塩酸を混合した溶液に、氷冷で 亜硝酸ナトリウムNaNo2 水溶液を加えると、 ベンゼン環がアゾ基-N=N-を仲介して 連結する…(ジアゾ)カップリング反応 [ANN]CL+ON+→N=NOH+Macl 生成物:p-フェニルアゾフェノール(カーヒドロキシアゾベンゼン) ・アゾ基-N=N-を持つ化合物をアゾ化合物という ・アゾ化合物は黄~赤色の鮮やかな色彩を持つ →「アゾ染料」として工業的に用いられる。 ・塩化ベンゼンジアゾニウムを2-ナフトールのナトリウム塩 と反応させると、トーフェニルアゾーコーナフトールが生 L慣用名:オイルオレンジ [N]+ LONA -N=N. フェニルアゾ基 +Nacl PPAP N=NOH 塩化ベンゼンジアゾニウムが生じる・・・ジアゾ化 NH2+NaNO2+2HCl [NENICI ◎カップリング反応の生成物の名称 +Nacl+220 ・p-フェニルアゾフェノール ◎氷冷の必要性 塩化ベンゼンジアゾニウムに不安定 [O - N = N]CD-160 ↑フェノールの鍼の1つ L常温では加水分解を起こしてフェノールに変化 OH+M+HQ ※ジアゾニウム塩の加水分解反応は、 -NH2を一OHへと変換する反応 R-NH2 NOTHER R-N = NCR R-OH -NH2OH フェニル基アゾ基 フェニルアゾ基 フェノール ・P-ヒドロキシアゾベンゼン N=N-OH1 ハドロキ湛 アゾベンゼン マドロキ
ページ44:
No. Dalo 分子式の決定 構成元素の定性分析 元素 操作 炭素C 完全燃焼させる 水H 完全燃焼させる。 生成物確認法. CO2 破水に通じると白濁する H20 硫酸銅(Ⅱ)が白からに変わる。 窒素N濃水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱 NH3 濃塩酸に近づけると白煙が生じる 硫黄 ナトリウムを加えが熱したのち、水に溶かす. Nazs 酢酸鉛(Ⅱ)水溶液に加えるとPbの黒色沈 塩素CD 加熱した銅線につけたのち、赤熱する。 Cucle銅の炎色反応である青緑色の炎を生じる ↑バイルシュタイン試験 組成式の決定 1 完全燃焼の実験装置 燃焼部 吸収部 試料 CuO もらさず酸! HE すため、H0吸収管 CO2吸収管 乾いた酸素 白金皿 UU CaCl₂ ソーダ石灰 · 燃焼部 11 計算手法 C.H.oからなる未知の化合物を完全燃焼させてCの質量:(CD2の質量)×[g] 全てCo2とH2Oにする。 Hの質量:(H2Oの質量)×[g] . 不完全燃焼も起こる→酸化炭素CDも発生の質量:(全体の質量)-CCの質量)-(Hの質量) • ⇒加熱したCuoの中に通してCOうへと酸化 C:HO ・吸収部 ・発生したCDとAOの混合気体を、 塩化カルシウム管、ソーダ石灰管の順に通す。 CaCl2:中性乾燥剤→H2Oのみを吸収 CaDtNbo:塩基性乾燥剤 乾燥ではない →H2Oと酸性気体を吸収 ⇒先にソーダ灰管だと中和で吸収 CDもHかも吸収→個別の質量の測定不 実験終了後、管のそれぞれの質量増加量を測定 MO (CO2の質量)×1.60の質量)×1、全体-c-H 12 1 . 16 =nimil Cutmol…組成式 すれば、HDをCDコのそれぞれの質量がわかる the
ページ45:
分子量の決定 ①蒸気密度法 WIg]の試料を加熱させ、蒸気にする。 → その蒸気がPTP],VIL],TIK]のとき、 もうより分子量Mは、 No. Date 分子式の決定 ①組成式と分子量から求める…組成式をい倍 ②分子量と質量組成から求める。 C:P%.H:9% →Cutnolとおけば PV=nRT = MRT :: M= WRT PV. + ②凝固点降下法 凝固点降下の公式より、分子量Mは、 OT=km 1000 =kfxnxw 2 Wr1000 skxxxx w 1000KW ..M² WAT 11 PAT: 凝固点降下度[K] w:溶かした溶質の質量[g] W: 溶媒の質量 KP:モル凝固点降下Tkkg/mol] ③浸透圧法 浸透圧の公式(ファントホックの法則)より、 TIV="RT =YRT 12m² MX100 Mx h=Mx100 cmn.lが整数で 16l=M-12m-n 出てくる。 ③ 分子量を完全燃焼結果から求める -W,[9]の試料→cosuigi Hotatol Cutlnoe+(4tn-22) Curtin OR+ (n-1) 0₂+ in cost $120° WI →件数比に注目 W₁ W2 M:44=1:m W3 光器=1:当 161=M-12m-n 102→ 44 W3 18 cm.m.lが整数で出てくる。 ④組成式=分子式…不飽和度U30 ex. 組成式C3480 分子式 Cinton On 1132x3n+2-8421-430 → n=1 2 ⑤ 分子式から整数方程式に持ち込む・・・炭化水素の場合 Cintu→12mtn=M→12m<M:wc从 OSU=212-n=2+2 n=M-12mよりm≧14 M-2 M= WRT →この範囲でしらみ潰し TTV ⑥偶者の一致 T浸透圧[B],V:溶媒の体領[L] W:溶質の質量[g]た溶液の温度[K] 「 . ◎高分子の分子量測定によく使う、 C.H.N.Oからなる化合物では、13量・水素数 ・窒素数の偶者は一致」 - proof M=12C+H+14N+(60 = H (mod 2) U = 2C+2+N-HEZ N-H=0(a) 2 →NHの信者は一致
ページ46:
No. Date 混合物の分離法 蒸留 蒸留・沸点の違いを利用した混合物の分離法 ex. 食塩水を加熱して水のみと蒸発させ、生じた水蒸気をリービッと冷却器で冷却して 液体に戻す。 温度計 ゴム栓 蒸留ができて どうか調べる ●ズム栓 枝付きフラスコ 下から上(園) リービッヒ冷却器 均一にや嘸 浴) ノアダプター 冷却しませず気体 食塩水- ・沸騰石 密閉しない! だったらわれちゃう 冷却水 奥池を防ぐ ゴム栓 三角フラスコ ガスバーナー 留出液 台 最初は捨てる 留 (不純物) 2種類以上の液体を沸点の違いを利用して分離する方法を一分留という。 ex, 石油 蒸留と分留の違い 石油ガス ・蒸留…混合物の中で著しく沸点の異なる物質を 1種類だけ取り出す。 粗製がソリン、 30~180℃ (7) 250~320℃ ⇒蒸発するものとしないものを分ける ・留・・・温度を少しずつ上げていくことで、 沸点の低いものから順に1種類ずつ金 取り出す。 ⇒蒸発するものばっかり→だんだん温度を上げる 灯油 180~250℃ 軽油 石油 ・重油 350°C~ 石油が納豆を軽く重ねる 石油ガスナフサ灯油軽油 重油
ページ47:
No. Date 3過・透析 ' ・液体と(その液体には溶解していない)固体の混合物を分離する際にはろ過を行う。 ろ過…粒子の大きさの違いを利用した分離法 ・液体とコロイドを分離する方法を遮析という ・透析では、3紙より目が細かい半透膜を使用 ろ過 純水 固体(沈殿) ろ紙 ろうと -ろ液 H と CI を含む水 クロマトグラフィー 糸 H+ と CI を含む Fe(OH)3 のコロイド溶液 コロイド粒子 セロハン膜 小さい水分子やイオンは通すが、 コロイド粒子は通さない半透膜 透析 C¯ H₂O+ (H+) ・クロマトグラフィー・ 物質の大きさ・吸着力電荷・疎水性などの違いを利用した分離法 ①→上→→→下 大→下→下→上親→上(水といっしょに) ' ペーパークロマトグラフィー 3紙に有機溶媒などの 展開溶媒を染み込ませ [ていくとう紙に塗着した 化合物が展開溶媒と 共に移動 ガラス容器、 クリップ 支持棒 ろ紙 展開溶媒はここまで 吸い上げられる 試料 A 介 展開溶媒との親和性:○ ろ紙への吸着力:△ 試料 B 展開溶媒との親和性: △ ろ紙への吸着力: ○ 展開溶媒・ . 他のクロマトグラフィー→ 最初に試料を塗布したポイント 種類 特徴 薄層クロマトグラフィー カラムクロマトグラフィー 高速液体クロマトグラフィー 薄ガラス板やプラスチック板にシリカゲルやアルミナ, ポリアミドなどの薄膜を張ってそこに固定相と移動相を 染み込ませる カラムにシリカゲルやアルミナを詰めたものを用いる 機械的に高い圧力をかけることによって移動相を高速で カラムに通す イオン交換クロマトグラフィー アミノ酸の分離に主に用いられる
ページ48:
No. Date 再結晶 再結晶・・・水への溶解度の違いを利用した分離法 KNO と少量の NaCl の混合物 ・複数の固体を溶かし、徐々に冷却すると、先に溶解量が飽和に達したものから 少量のNaClを含む KNO〟が飽和し, NaCl 析出 +300 濃いKNO、水溶液 が不飽和である水溶液 ろ紙 ろ紙上に純粋な KNO の結晶が得られる ← 加熱 冷却 KNO 水 (高温) (低温) の結晶 昇華法 . 昇華法・昇華性を持つ物質を分離する方法。 固体の混合物を加熱していくと、昇華性のある物質だけ昇華して気体となり、 . 分離したあと、再び冷却して固体として析出 氷水 純粋なヨウ素の固体が フラスコ底面に付着する ヨウ素の蒸気 ヨウ素と砂の混合物
ページ49:
No. Date 構造決定のKeyword ①旋光性がある → 鏡像異性体がある ≒炭素原子がある ⇒不炭素を置いて、周りの原子団を変える W X-G-8 ②臭素水脱色 →炭素間不飽和結合がある ③ Ni,ft.Pd触業で水素付加 →皮間不飽和結合がある ⇒水素を十分に付加して… Cntantz→鎖状 CnHon→環1個 CnHzu-2 環2個 ④オゾンで酸化開裂 →C=Cがある。 ⑤硫酸水銀触媒で水付加 →CECがある ⑥ Na加えて気泡(水素)発生 →-OHがある(カルボン酸も含む) ⑦還元性を示す。か →アルデヒド基-CHOを持つ ① 炭酸水素ナトリウム水溶液加えて気泡(二酸化営業) →COHを持つ ⑩アルコールを穏やかに酸化 →第1級アルコールがアルデヒドに 水アルコールを酸化してケトンに →第2級アルコール 14アルコールは酸化されなかった →第3級アルコール 発生 15 アルコールを過マンガン酸カリウムで酸化 →第1級アルコールがアルデヒドを経てカルボン酸に ⑩光学活性がある →鏡像異性体がある≒不斉炭素原子がある ⑦還元性を示すカルボン酸 →ギ酸 1⑩8水を加えて加水分解 →エステル:アルコールとアルボン酸 油脂:グリセリンとカルボン酸 ⑨ NaOHを加えて加水分解 →エステル:けん化 アミド:アミンとカルボン酸 2ヨードホルム反応…黄色沈殿 → Ctts-C- CH3-CH- or を持つ ②1分子内脱水できないアルコール ⑧銀鏡反応を示す・・・アンモニア性硝酸銀水溶液→ヒドロキシ基が付いてるこの隣のCにけがくっついていない →-CHO を持つ を加えて加熱 22 過マンガン酸カリウムで酸化して二酸化炭素発生 「酸化開裂 ⑨フェーリング反応を示す・・・赤色沈殿 →-CHOを持つ ⑩アンモニア性硝酸銀水溶液を加えて自沈殿 →ミーHを持つ 銀アセチリド H → Cac-H を持つ :: H-C-H H-C-OH 11 →>> →Hotco 0
ページ50:
No. Date 23 FeCl 3加えて紫色 →フェノール性ヒドロキ港がある 酸化バナジウム(V)触媒で空気酸化 →ベンゼンが無水マレイン酸 ナフタレンが無水フタル酸 68塩酸加えると水に溶けた →アミノ基がある ③冷やして反応させる → ・ジアゾ化(アユリンが、塩化ベンゼンジアゾニウムに) カップリング反応(塩化ベンゼンジアゾュウムから 25 過マンガン酸カリウムを加えると、安息香酸に 44 加熱して実験失敗 →ベンゼン環に1つ炭化水素基が結合 P-フェニルアゾフェル) →塩化ベンゼンジアゾニウムからフェノールと窒素に 過マンガン酸カリウムを加えるとフタル酸に ④染料として使われる。 ベンゼン環に2つ炭化水素がオルト位で結合→アゾ化合物 過マンガン酸カリウムを加えるとイソフタル酸に130~140℃,160~170℃で脱水 →ベンゼン環に2つ炭化水素基がメタ位で結合 →エタノールは130~140℃で分子間脱水(ジエチルエーテル 28 過マンガン酸カリウムを加えるとテレフタル酸に 160~170℃で内脱水(エチレン) →ベンゼン環に2つ炭化水素基がパラ位で結合 水付加で不安定→ケ・エノール酸異性 2臭素水を加えると自色沈殿(24カードがリモフェノ) →フェノールorフェノキシドイオン ⑩分子内脱水する →マレイン酸 or フタル酸 ③分子内脱水しない →フマル酸orイソフタル酸orテレフタル酸 ③ コルベ・シュミット反応…高温高圧Coz →ナトリウムフェノキシドからサリチル酸ナトリウムに ③プロピレン付加 →クメン法(ベンゼンからフェノール&アセトン(2) ③4 キサントプロテイン反応・・・濃硝酸加えて →ベンゼン環がある。 ex. エチレン He ビニルアルコール→アセトアルデヒド 44揮発性が高い→エーテル 55沸点が低い→エーテル ④反応性が低い→エーテル ④不飽和度大(4以上)→芳香族の可能性大 →マレイン酸orフマル酸の可能性大 ④9.水付加等で主生成物、副生成物 →マルコフニコフ則 「金持ちはより金持ちに、貧乏はより飯に」 不安定なシクロアルカン 加熱して黄色→シクロプロパン、シクロブタン(三員環、四環) ・ベンゼン環直結アミノ基がある →グリセリンの可能性大 36 ニクロム酸カリウム水溶液加えて加熱で黒色 ⑤赤熱した鉄に接触 →アニリンからアマリンブラックに →アセチレンからベンゼンに ③さらし粉を加えると赤紫色 ⑤二価のアルコール 67 塩基性 →アミノ基がある。
他の検索結果
おすすめノート
このノートに関連する質問
高校生
化学
有機化学の付加重合ってどういう事ですか
高校生
化学
ⅰとⅱが一緒では無い理由を教えてください🙇♀️
高校生
化学
Eがなぜこうなるのかがわかりません。 分かりやすく教えて欲しいです!!
高校生
化学
433の⑴問題でオは置換基が付いてるからシス-トランス異性体がないとあったのですが置換基ってなんですか?!
高校生
化学
(3)(4)がわかりません、教えて欲しいです、!
高校生
化学
問1 2枚目の画像の赤線の部分の意味がわからないので教えていただきたいです! ←問題 解説→
高校生
化学
この構造式のエステルを示性式にしたとき、右から書くのと左から書くので違うと思うのですが、このふたつの示性式は正しくかけていますか?判定お願いします🙇🏻♀️ また、どちらの方が好ましいなどがあれば教えて欲しいです。
高校生
化学
答え合わせをお願いします🙇♀️
高校生
化学
(2)を考え方の順序を教えてください。 そもそも暗記ですか??
高校生
化学
こういう問題って、暗記ですか?それともなにか規則性がありますか?
News
コメント
このノートは
コメントがオフになっています。