✏26【名古屋大】Ⅲ.有機
1
80
0
高校全学年
Ⅲ
問1 ベンゼン環関連問題
設問(2)……立体構造の理解の選択問題が難しい
設問(3)……エンタルピーの符号注意
設問(4)……C,Dの構造推定
問2 ペンタペプチドの推定問題
設問(5)……グルタミン酸のイオン、電荷収支
設問(7)……ペンタペプチドの構造推定
難問はないが、この辺の設問が難しい。
どちらかと言うと、問2の方が問1より解きやすいかな。
ノートテキスト
ページ1:
フルクトースはケトースであるが、フェーリングと混合加熱するとすぐに 反応して褐色沈殿を生じる。 また、以下の実験結果1.2が知られている。 実験結果 フルクトースがフェーリング液と反応して赤褐色沈殿を生じる速さ では、アルドースであるグルコースとほぼ変わらない。 化合物 2 以下の化合物C, D. Eそれぞれをフェーリング液と反応させる とんど生じない。 と、 C. Dからは赤褐色沈殿が生じるが、Eからは赤褐色沈殿はほ CH₂ 素原子数の 基が結合した分子 グルコースなどの 同じCHO の分子式 ノシトールは、シクロヘキサ が付いた分子であり、単ではな ケトン構造(カル もつアルドースと、 れいずれも塩基性水溶液中で加熱すると を に不安定で酸化されや スが生成する thank you for visiting! H- YUOH CHIOH に関して。 の中で像の 7. 「性体の総数を数え また、一 では区別しないもの。 -33- ケ 中間体 A. Bは化学的に不安定で酸化されやすいという事実及び実験 1と2から フェーリングと反応して赤褐色沈殿を生じるために重要 と考えられる単糖の化学構部分構造のみでよい)を記せ。また実験結果 2で化合物CDからは赤色沈殿が生じるが、 化合物Eからは赤色 沈殿がほとんど生じない理由を50字程度で説明せよ。 なお、C.H120分 の 分子式で表される単は、水溶液中で分子と分子の平衡合物 として存在していることが知られているが、 本間ではどの車も直訳分 子として存在する比率は同じであるとする。 HO マンノース(アルドー 加熱による別の単糖の生成 すると、上記の中間体Aを 不安定で酸化されやすいが などが徐々に生成する コ下線部に関して、プシコースの構造式を、 以下の1-5に示した 影にならって記せ。ただし、プシコースのカルボニル基の炭素原子の位 番号はフルクトースと同じである。 グルコース 体A] マンノー 体B] H プシュー 他の 条件下での加熱による (6) H uco H HC-OH H- -OH @c_CHIOH HOC-H HO--- -H H OH H HO OH H OH 図中①~⑥は、グルコース中の素原子の位置番号を表している。 (i) 3次元構造が認識できるように、手前にある結合を太線で表した構造式 手前側に向かう結合をで表した構造式 H-C-OH H-OH H-C-OH HI-OH SCHz OH HH OH 32- 直鎖状分子として、 (8)の構造式に した図投影図 1-5 グルコースの構造を表す方法 またね〜
ページ2:
化学 問題Ⅲ 問1 次の文章を読んで, 設問 (1)~(4)に答えよ。 ベンゼンは分子式 C6H の環式炭化水素であり, その構造は1865年に ① ア によって提唱された。ベンゼンの正六角形構造は安定であるため,付 ② 加反応は起こりにくく, 置換反応が起こりやすい。 ベンゼン環をもつ化合物は芳 香族化合物とよばれる。 芳香族化合物には工業製品の原料となるものも多い。 例 えば,ベンゼンの水素原子の1つをアミノ基に置換した化合物を硫酸酸性の二ク ロム酸カリウム水溶液で酸化すると, イ とよばれる水に溶けにくい物質 が得られ,これは染料に用いられる。 ベンゼン環を含む化合物Aは,炭素,水素、酸素のみからなり,その分子量 は 202である。 Aを水酸化ナトリウム水溶液で加水分解した後に、酸性になるま で希塩酸を加えたところ,化合物BとCが得られた。 B を過マンガン酸カリウ ムで酸化すると化合物 D が得られた。 D は化合物EやFと構造異性体の関係に ある。Eはペットボトルの主原料である。 F は, ナフタレンを酸化バナジウム (V) 触媒を用いて高温で酸化して得られた化合物を加水分解したものである。 化 合物 C42.0mg を完全に燃焼させたところ, 二酸化炭素110mgと水 36.0mg が 生成した。 Cは五員環を含む。 Cに水を付加させると化合物Gが得られ, 他に 構造異性体は得られなかった。 設問 (1) 文中の空欄 ア に入る人名と, 空欄 イ をそれぞれ記せ。 に入る最も適切な語句 -24-
ページ3:
設問 (2): 下線① に関して, 次の文章を読んで以下の問いに答えよ。 化学の歴史において, ベンゼンの構造が明らかになるまでには多くの異な る構造が提唱された。 そのうち2つの構造HおよびIを図1に示す。 Hは デュワーベンゼンとよばれる。 Iはプリズマンとよばれ, 正三角柱形の構造 を有する。なお、 図1ではIのみについて立体的な構造式を示しており, 太 線は紙面の手前側に位置する結合である。 H H H H. C CH C || H、 H H H H H H I 図 1 (i) ベンゼンは以下の (a) から (e) の特徴を示すが,H や I にはすべての特徴が 該当するとは限らない。 Hに該当する特徴とIに該当する特徴をそれぞれ すべて選び、記号で答えよ。 該当する特徴がなければ 「なし」と記せ。 (a) 不飽和炭化水素である。 (b) すべての原子は同一平面上にある。 (c) ひずんだ環を含まない。 (d) いずれかの水素原子の1つを塩素原子に置換した場合, 生じうる化合 物はただ1つである。 (e)いずれかの水素原子の2つを塩素原子に置換した場合, 生じうる構造 異性体の数は3つである。 (ii) I のいずれかの水素原子の2つを塩素原子に置換した場合, 生じうる異 性体には鏡像異性体が含まれる。 これらの鏡像異性体のうち、どれか1つ の構造を答えよ。 なお, 解答用紙には既に構造の一部を記載しているの で,空欄 に元素記号を記し, 構造を完成させよ。 -25-
ページ4:
皿 撥問 111 (201) 問1 問1 3 ケクレアニリンブラック (26 名古屋大) 設問(2) (i) H: (a) Ⅰ: () と(e) ' 妖 [17) H H (b)x (C) ひずんかにあう 1d) cで2つできる (e) α 277" 47"] (a) 940 (6) ター (ひずんだ環あり cl C H C C ce H または H a
ページ5:
設問(3): 下線 ② に関して, ベンゼンの安定性を,反応エンタルピーをもとに考える。 図2に示すように、 1,3,5-シクロヘキサトリエンという単結合と二重結合が 交互に並んだ仮想的な構造Jは不安定である。 実際には,ベンゼンのすべて の炭素原子間の結合距離は等しく,その構造はKのようにも表記される。 Jか らKへの結合距離の均等化に伴うエンタルピー変化 4H = X kJ/mol を以下に示す2つの反応エンタルピー (a)および(b)を用いて求め,正負の符 号を明記して有効数字2桁で答えよ。 なお, 構造Jにおいて複数の二重結合 が単結合を介して隣り合うことによる安定性への影響は無視できるとせよ。 (a) ベンゼンに水素を付加させてシクロヘキサンに変換する際の反応エンタ ルピー -2.08 x 102kJ/mol (b) シクロヘキセンに水素を付加させてシクロヘキサンに変換する際の反応 エンタルピー -1.20 x 102kJ/mol J 安定化 K 図2 AH = X kJ/mol 設問(4) 化合物 A, D, G の構造式を図3にならって記せ。 ただし, 立体異性体を区 別する必要はない。 なお, 不斉炭素原子が含まれる場合は, すべての不斉炭 素原子に * を記せ。 * H3C-CH2- -CH-0 CH2-COH HỌ—CH—CH2 図3 - 26 H H H
ページ6:
☆☆(その2) 設問(3) 2 -1.5x10² kJ/mar K+3H2 1.52013 3.6x102 2.084102 J 3D + 3 H₂ 2.08x102 ハジマ×100 1.24183 43 ✓ OH= KJ/mol 設問(4) (ε P.7 (4) AC.H.OH+ DICETE -1.5×102 →B+C <途中> M=202 アルコール 酸化/koz © 42mg+0→10+HO ①E.Fと ↑9v20さつカレン 機体 理環 110mg 30mg テレカタル 80123775 H20 4₁ = 10 y. Gのみ 41 305 Cihio = C5H8O 68 16 P- 44=30mg,H(9)=36x1=4mg 03=42-34=8mg :: 2=5:8:1 Du=1=8 = 2 <= 2 + c=c? 2 フタル酸 0- OH 84
ページ7:
続き) 五員環 ⑤しかできない ② C5H80 OH ESH80 QON THE Q 1120 付加 は1価カルボン酸(m-儲) FH3 C=Cは 3-4にある。 ←2004E エステル化 ③+=④ COOH ☆☆ ⒶA ① © CH3 GO 014 1 CH 093 -1720 Color Hoc-c coon Bo CHCH CH-CH (1 M=202 ↑ (13 41,42 51-01- *CH2-CM HO CH - C5 H80 || KH -642-04 広炭素×2個 G CH2CH2 * 4 HOCH ©ICHIARAD 頭環あり CH2-CH OH 他に性得ない KOH 3 ©は左右対称である
ページ8:
2 次の文章を読んで, 設問 (1)~(7) に答えよ。 5つのα-アミノ酸から構成されるペプチドWがある。 W を構成するアミノ 酸をN末端側から A, B, C, D, E とする。 これらは表1の中のいずれかのア ミノ酸であることがわかっている。Wのアミノ酸配列を決定するために,以下 の実験を行った。 表1 アミノ酸 側鎖 (R-) 簡略記号 分子量 グリシン H- Gly 75.0 アラニン セリン CH3- Ala 89.0 HO-CH2- Ser 105 105 フェニルアラニン -CH2- Phe 165 チロシン HO -CH2- Tyr 181 181 H2C- トリプトファン Trp 204 CH N システイン HS-CH2- Cys 121 メチオニン CH3-S-CH2-CH2- Met 149 アスパラギン酸 HOOC-CH2- Asp 133 リシン H2N-CH2-CH2-CH2-CH2- Lys 146 -27-
ページ9:
実験1.67.0mg のペプチド W をアミノ酸にまで完全に加水分解した。 得られ たアミノ酸混合物は 75.0mgであった。 実験 2.W の水溶液を空気中で数日間放置したところ, 新たなペプチドが生成 した。 実験3.Wの水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱した後, 酢酸鉛 (Ⅱ) 水溶液を加えると黒色沈殿が生じた。 実験4.Wの水溶液に濃硝酸を加えて加熱すると溶液が黄色に呈色した。 実験5.W を完全に加水分解して生じた5種類のアミノ酸 A,B,C,D,E の 混合液の電気泳動を, pH5の緩衝溶液中に浸したろ紙上で行ったとこ ろ,最も陽極側に移動したアミノ酸はBであった。 実験6.酵素 Gは, ペプチド中のベンゼン環を含むアミノ酸のC末端側のアミ ド結合を特異的に加水分解する。WにGを作用させたところ,2種類の アミノ酸 A, E と, 3種類のペプチドX, Y, Zのみが生じた。X,Y,Z を構成するアミノ酸は表2の通りであった。 これら5種類の生成物の中に は不斉炭素原子をもたない分子が存在した。 続いて,得られた X,Y,Z を完全に加水分解し, 生じたアミノ酸を分離した。 それぞれのアミノ酸溶 液に塩化鉄(Ⅲ) 水溶液を加えたところ, 1種類のアミノ酸溶液のみが紫色 ① に呈色した。 なお, 呈色したアミノ酸は,X, Y, Z のうち1種類のペプ チドのみから生じた。 表2 ペプチド 構成するアミノ酸 X B, C, D Y A, B, C, D Z B, C, D, E -28-
ページ10:
設問(1) 実験の結果からペプチド W の分子量 M を計算し, 整数値で答えよ。 設問(2) 実験2について, 生成物の分子量は2 (M-1)であった。 この結果からW に含まれると考えられるアミノ酸として適切なものを表1から選び,簡略記 号で答えよ。 設問(3) 実験 3において生じた黒色沈殿を化学式で答えよ。 設問(4) 実験4の呈色反応に関する以下の説明文について, 空欄 a b に入る最も適切な語句を記せ。 説明文 : アミノ酸側鎖の a が b 化される反応である。 - 29
ページ11:
☆☆(その1) 問2W…ペンタペプチド N D-W e ま A (3 C DE 未 <実1 W 加水分解 アミノ酸混合物 67mg +4H20 75mg ~ 爽 設問 (1775-67=8mg~付加H2O 4H20付加=4×180mm172mg ペンタペプチドmlにA加 67 = M 729 M=67×9=603 <実2)ⓓ熟中 新たなペプチドができた ☆☆ 730 設問(2) 生成物の分子量2(M-1)=2×602=1204 M-1の一は-SHのH.ジスルフィド結合が できたため2(M)になった。よって Cys 4
ページ12:
[2] (そのい ☆ <実3>より P.7131 Pbs 点ANOSで黄色 Tyr W 問4 <実4>よりキサントプロティン反応che) a ベンゼン環⑥ニトロ <実57WA.B.C、D、E 電気に永PHSで陽極に配性アミノ酸 3色 ASP Y. ④か② Feces TyrはX、Y、ヌの1か所のみより 目だとBCDEもFeclzで色するため×よって Cyがジスルフィドしまん中にある 火なしのGlyがRプチドにならないから 75+181+/21+133+x=603+18×4 Phe+D x=165.phe → ABODE Tyr-Asp-Gys-Phe-4tly 5
ページ13:
設問(5) 実験 5に関連して, アミノ酸の電離平衡に関する以下の問いに答えよ。 アミノ酸の水溶液が特定のpH になると,そのアミノ酸の陽イオン, 双性 イオン, 陰イオンの電荷の総和が0になる。 このpHをそのアミノ酸の等電 点という。 酸性アミノ酸であるグルタミン酸 (Glu) の等電点におけるイオン 濃度の関係を考える。 Glu の電離平衡は電荷状態が異なる Glu 由来の各イオ ンを P,Q,R,Sとして, 図1の式で表される。 P Q H+ H Q MOOC-CH2C-COO- + H+ NHg+ R R S + H+ 図 1 (i) 等電点において最も濃度が低いイオンをP ~Sの中から選び, 記号で 答えよ。 (ii)等電点において, P~Sの濃度である [P] ~ [S] の間には,以下の関係 式が成立する。 係数 c〜e の適切な値を, 0以上の整数で答えよ。 関係式: [P]= C [Q] + d [R] + e [s] 設問(6) 実験6の下線①に関して,この呈色反応を引き起こすアミノ酸として最も適 切なものを表1から選び, 簡略記号で答えよ。 設問(7) 実験1~6の結果をふまえて, A~Eに該当するアミノ酸を表1から選 び,簡略記号で答えよ。 - 30-
ページ14:
(1) of 1/2 + @ 離れている↓ 問2 (その3) ☆ 設問(5) ↑ ℗ HOOL-(CH2)2-CH - WH₁t COOH HOOCCHICH- C (⑬2) A DUC- (CH2)-(n-cou NH₂+ +1 to (s) - OOC - (CH₂) 2-CH_Coo -2 いちばん少ない NH2 のはS [in]/ [P] = c[Q] + [R]+e[s] 電荷 ↑ [Glut] [[Glu] 12 [Gluz-] 収 C O a 1 e2 設問) Feces反応するのは当あり Tyr AK 誤問④ Tyr⑤Asp©Cysophe EGly 6
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
⑷について印をつけたところの式の意味がわかりません
高校生
化学
共テ 化学基礎について 元素は何番まで暗記しておく必要がありますか？😖
高校生
化学
②が正しいということを知る方法を教えてください🙇♀️
高校生
化学
・化学 核酸 この問題の模範解答はアで、 AT間は水素結合が2本でGC間は3本ということから、 AT間の結合が最も多いものよりアと選んでいました。 しかし私はそれぞれの水素結合の総数を数えて、水素結合の総数が最も少ないウが答えだと思いました。私の考え方だと何がいけないのか教えて頂きたいです、よろしくお願いします🙇♂️
高校生
化学
SO2(二酸化硫黄)の結合が分かりません。東進の映像授業でO=S=Oの二重結合と言っていましたが、調べたらO-S=Oとしてるサイトもあります。というか、そもそもSは価電子6つなのになんで二重結合ができるのかすら分かりません。(私は電子式で何結合か考える人間なので1つの結合かなと思いました。)配位結合ってことでしょうか？(配位結合がどういう時にできるのかよく分かっていません。) 色々分からない点がありますが教えてください！
高校生
化学
（3）の解答の赤文字の意味は、ほぼ電離していないということですか？もしそうだとして、何故このようなことが書いてあるのですか？
高校生
化学
8番の問題の（3）と（8）の解説をお願いします🙇♀️
高校生
化学
化学、芳香化合物の問題です。 一枚目が問題、二、三枚目が解答です。 （1）の出し方はわかったのですが、（2）の出し方が解説もほとんどなく、わかりません。 教えてくださったら幸いです。
高校生
化学
化学基礎の質問です。 なぜ二酸化炭素は折れ線形でなく直線形なのですか？ 水と同じように直線形かと思っていました。 二重結合しているからなのですかね…🤔💭
高校生
化学
有機化学の付加重合ってどういう事ですか
News
コメント
コメントはまだありません。