[問題]次文を読んで下の各問いに答えなさい。
ﾍﾞﾝｾﾞﾝは, 工業的には, 石炭乾留のｶﾞｽ, ﾀｰﾙおよび石油留分の分解生成油, 改質油から得られる。代表的な芳香族化合物のひとつである。
ﾍﾞﾝｾﾞﾝの性質(芳香性という)の特徴は主として置換反応が生じやすいことである。例として, A①ﾊﾛｹﾞﾝ化(Fe触媒存在), ②ﾆﾄﾛ化(濃硫酸存在), ③ｽﾙﾎﾝ化(濃硫酸存在), ④ｱﾙｷﾙ化(AlCl3触媒存在：ﾌﾘｰﾃﾞﾙｸﾗﾌﾂ反応)などがある。Bﾍﾞﾝｾﾞﾝが置換反応を起しやすいのはﾍﾞﾝｾﾞﾝの分子構造に起因する。
塩素を日光のもとで反応させると付加反応も起きる。
C6H6 + 3Cl2 → C6H6Cl6
生成物のﾍﾞﾝｾﾞﾝﾍｷｻｸﾛﾘﾄﾞC6H6Cl6(BHC)には, H と Cl の立体配置が違うα, β, γ, δ, εの5種類の異性体が存在する。
問1 下線部Aの①～④の反応式を書きなさい。ただし, ①のﾊﾛｹﾞﾝ化のためのﾊﾛｹﾞﾝは塩素, ④のｱﾙｷﾙ化のためのﾊﾛｹﾞﾝ化ｱﾙｷﾙは塩化ｴﾁﾙとする。
答は
・①C6H6 + Cl2 → C6H6Cl2 ②C6H6 + 2HNO3 → C6H4(NO2)2 + 2H2O
③C6H6 + H2SO4 → C6H4SO2 + 2H2O ④C6H6 + C2H5Cl → C6H5C2H5 + HCl
・①C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl ②C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O
③C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O ④C6H6 + C2H5Cl → C6H5Cl+ C2H6
・①C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl ②C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O
③C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O ④C6H6 + C2H5Cl → C6H5C2H5 + HCl
問2 下線部Bの置換反応と分子構造の関連において, 次文の(ア)～(キ)に最も適した語句を入れなさい。
ﾍﾞﾝｾﾞﾝの分子構造式を書くと, 単結合をはさんで飛び飛びの(ア)二重結合を形成していることがわかるが, その(ア)二重結合の中の(イ)電子は局在化せず分子構造の骨格にそって移動する。そのために, (ア)二重結合に係わっている結合は全て(ウ)して単結合と二重結合の(エ)性質をもつようになる。したがって, ｱﾙｹﾝの中の二重結合とは(オ)性質となり, (カ)反応よりも(キ)反応が起きやすくなる。
答は
・(ア)共有(イ)σ(ウ)振動(エ)一方の(オ)同じ(カ)置換(キ)付加
・(ア)共役(イ)π(ウ)共鳴(エ)中間的(オ)異なった(カ)付加(キ)置換
・(ア)共通(イ)δ(ウ)共鳴(エ)中間的(オ)同じ(カ)置換(キ)付加
問3 ②の生成物を抽出するために水とｼﾞｴﾁﾙｴｰﾃﾙの混合溶媒を反応終了後の溶液に加えた。②の生成物はどちらの溶媒層に抽出されますか。また, 他の溶媒層には何が含まれますか。
答は
・②の生成物：水層, 他のｼﾞｴﾁﾙｴｰﾃﾙ層には硫酸
・②の生成物：ｼﾞｴﾁﾙｴｰﾃﾙ層, 他の水層には硫酸と未反応の硝酸
・②の生成物：水層, 他のｼﾞｴﾁﾙｴｰﾃﾙ層には硫酸と未反応の硝酸
・②の生成物：ｼﾞｴﾁﾙｴｰﾃﾙ層, 他の水層には硫酸
問4 5種類のBHCの異性体の中で最も虫を駆除するのに効果があるのはどの異性体ですか。
答は
・α ・β ・γ ・δ ・ε
問5 5種類のBHCの中に光学異性体がありますか。
答は
・なし ・α ・β ・γ ・δ ・ε
ただし, BHCの各異性体の簡略化した分子構造は下図(image18)のようになる。
