Question

さつまりこ

⑵のD~Hに酸化するときの変化の理由と⑶での水素結合というものがどのようなものかがわかりません。教えてください。

“222. 異性体と構造決定)
以下の文を読み、 問いに答えよ。
昌一1.0、C=12,O=16, 気体定数 た=8.3X10"Pa-L/(mol-K)
(8) 4種類の苦香族化人物 A。 BC, D がある。A一Dおのおの 10.6mg を完
焼きせたところ, いずれからも水が 9.0mg, 二酸化炭素が 35. 2mg 得られた 2
(b) ADおのおの1.05g を 227'C, 1.0X107Pa で気体にしたところ, その体積
ずれも 410mL であった。
(c) ADを濃硫酸と濾奏酸でニトロ化すると,
Aはニトロ差を1 個もつ1種類の芳香族化合物攻を与えた。
Bはニトロ差を 1 個もつ 種類の芳香族化合物F, G を与えた。
CD はいずれもニトロ基を1 個もつ3 種類の芳香族化合物を与えた。
(d) ADを過マンガン酸カリウムのアルカリ水浴液で酸化すると,
AーCはいずれもカルポキシ差2 個をもつ六香族カルボン酸を与えた。計
Dはカルボキシ差 1 個をもつ芳香族カルボン酸Hを与えた。
(1) 化合物人ーDの分子量と分子式を求めよ。
(⑫ 化合物D,E, F, G, 是の構造式を書け。
(3) 蒸気圧の高いカルポン酸を気化し気体の体積を測定した。 状態
子征を求めたところ 基の分子時よりも大きくなった。理を所

>

(0) 106. CHis

⑫ D cHzcH。E CH
NO。

CHs

  

逢     HTCooh

(9⑲ カルボン酸どうしが 水生合にま

 

(    6      12
0 Ci35.2x著=9.6Gmg)  H :90x和=10(mg)

こ9.6!. 1.0
12 ' 10 "0.80:1.0ニ4:5 組成式(実験式)はCiHs

ADの分子量を7とすると, 気体の状態方程式 レニ より

10x10'x0.410=寺 xs axorxs    半106

(C。H)。三106 より ァヵ=テ2   分子式は CaHo
(⑫| 分子式 CaHio の芳香族炭化水素には, 4 種類の異性体が存在する

① CHz-CHs  ② CHi    ③ CH    ④ CHi
CHs

                                                                                        
 

CH
CH

①-④のモノニトロ化合物の異性体の数は, それぞれ3, 2 3. 1竹
疾で, A は②の -キシレン, B は②の のキシレンとわかる。
C, D は, ①のエチルベペンゼンか, ⑨の 如-キシレンのいずれか。 C
を KMnO, で酸化すると, 芳香族二価カルボン酸になるから。 Cほは
⑧と決まる。よって, KMnOx による酸化によって一価カルボン酸
になるDは①と決まる。
9 例えば 二量体を形成した及酸 (CH
この気体のみかけの分子量は, 酢隊の分子

OOH)。 の分子是は 120 で,
量60 よりも大きくなる。

 

ーはCl の紀換位置をがす。
cHs                   CHs

還            O

較    (J    |                    OH
還

対称面
<%の
2O…HO。
FCの記
カルポン酸の二量体

(…は水素結合)

4※③⑨
ーはニトロ碁の思換位置を,
…は対称面を示す。

有機化合物

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

terry0828

エチルベンゼンに限らず、飽和炭化水素基はベンゼン環と直接くっついているCが常に酸化を受けます。
これはベンゼン環に直接ついているCが反応性に比較的富むからです。
今回は酸化剤との反応になるので、飽和炭化水素はHを奪われます。CはHと共有結合をしていますが、この結合がCに電子が1つ残り、Hに1つ残るように亀裂します。(要するにラジカル反応がおきます)
そのため、Cは電子を1つ取られるので、+に帯電して非常に不安定になります。このとき、もしHが奪われたCがベンゼン環に直接くっついているCであれば、隣のCとベンゼン環のCから電子を提供してもらって比較的安定化します。特にベンゼンは多数の電子を持っているので、ベンゼン環からの恩恵が受けられないと、+に帯電したCは極めて不安定になります。(直接くっついていないCはベンゼン環から遠すぎるため、この恩恵が受けられない)
結果的に飽和炭化水素基においてはベンゼン環に直接くっついているCが反応しやすくなることになります。これは炭化水素基がどれだけ長くても変わりません。全てCOOHに変わります。
最後に水素結合に関してですが、これは2枚目の写真の右端の図のように水素結合を行います。特にフタル酸はCOOHを2つ持っているので比較的強固な結合になります。

さつまりこ

なるほど、わかりました。細かく説明してくださりありがとうございます！