問1の答 3 (下図1参照)
テトラメチルベンゼンを示性式で表すと,
C6H2(CH3)4
示性式において, ベンゼン中の4つの水素原子のかわりに4つのメチル基が付加していることがわかる。そこで, 六角形のベンゼン環中の6つの炭素原子に番号1～6を, 時計針回転の同方向につけて, 位置異性体を考えると, 次のようになる(下図1参照)。
①メチル基が, 炭素原子 1, 2, 3, 4 に付加
②メチル基が, 炭素原子 1, 2, 3, 5 に付加
③メチル基が, 炭素原子 1, 2, 4, 5 に付加
問2の答 下図1の③
[I] モノマーM1において
(1) Aはテトラメチルベンゼンの位置異性体…問1解説中の①～③のいずれかに相当
(2) A → (KMnO4で酸化) → カルボン酸のK塩(-COOK) とMnO2の生成 → (酸性水溶液) → B生成(分子中に4個の-COOH存在)の生成
(3) B → (H2Oの2分子脱水縮合) → M1(分子中に2個の-CO-O-CO-存在)
(3) M1 → (2分子のC2H5OH付加) → 異性体の化合物CとD(分子中に2個の-COOC2H5, -COOH存在)
[II] モノマーM2において
(1) 化合物E(分子中に2個-NO2存在) → (NH4Cl水溶液, Fe粉で還元) → モノマーM2の塩酸塩(-NH3Cl)とFeO生成
(2) モノマーM2の塩酸塩(-NH3Cl) → (濃アンモニア水) → モノマーM2(分子中に2個の-NH2存在)生成
[III] ポリマーPにおいて
(1) 等モルのM1とM2 → (重合と脱水縮合) → P(-CO-N-CO-)生成
● [I]において, (1), (2)および(3)を考慮すると, A(問1解説の③に相当), 2種のCとD, およびM1の構造式は下図2のようになる。問1解説の③以外のAの場合は, 2分子のC2H5OH付加で生成される異性体の数は2種にはならない。
● [II]において, (1)と(2)を考慮すると, E中の-NO2が還元されて-NH2になりジアミンのM2が生成される。その構造式は下図3のようになる。
● [III]において, (1)を考慮すると, Pの構造式は下図4のようになる。M1とM2が等モルで反応することに注意を要する。この条件がないと種々のPの構造が想定される。
問3の答 下図2のCとD
問4の答 下図のM2
問5の答 (3)
● (1)において, 塩基の水酸化ナトリウム NaOH は酸のカルボン酸 RCOOH と中和反応して次のようにナトリウム塩を生成する。
RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O
塩基性のアミノ基-NH2を持つM2は塩基の水酸化ナトリウム NaOH と反応しない。
● (2)において, 硫酸酸性二クロム酸カリウム K2Cr2O7(H2SO4) 水溶液は強い酸化剤であるので, 還元性のM2は酸化される。還元ではない。
● (3)において, 次亜塩素酸カルシウム Ca(ClO)2 水溶液は, 次のように発生基の酸素 (O) を発生し,
Ca(ClO)2 → CaCl2 + 2(O)
その強力な酸化力のため, 漂白剤や殺菌剤に使用される。さらし粉の主成分である。還元性のM2は酸化される。
● CH3-CH(R)OH や CH3-CO(R) の構造を持つ有機化合物は, 加熱されたヨウ素ヨウ化カリウム I2(KI) と水酸化ナトリウム NaOH の混合水溶液と反応して, 黄色沈殿のヨードホルム CHI3 を生じる。
● アルデヒド基 -CHO を持つ有機化合物は還元性があり, 熱せられた Cu2+ を含むフェーリング溶液と反応して, 酸化銅(I) Cu2O の赤色沈殿を生じる。
問6の答 下図4のP
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