[問題] 次の文章を読んで, 問1～4に答えなさい。化学構造式を示す場合は, 不斉炭素上の置換様式(紙面の上下)を特定しない平面構造式で示すこと(下図の例を参照)。
ある植物の果汁に含まれる酸味成分として分子式 C4H6O5 を持つ化合物 A を得た。化合物 A の化学構造式を決定するために以下の実験を行った。
化合物 A の0.10 mol/L の水溶液 10 mL をつくり, 0.10 mol/L の水酸化ナトリウム水溶液で滴定したところ, 20 mL で中和点に達し, 溶液はアルカリ性であった。この実験により, 平面構造式の候補は 5 個に絞られた。ただし, ここで, モノ炭酸エステル(下図の例を参照)は中性の水溶液において容易に分解するため, 候補として考慮しない。
化合物 A をエーテル中で金属ナトリウムと反応させたところ, 化合物 A 1.0 mol あたり, 水素 1.5 mol が発生し, 反応後も金属ナトリウムは残っていた。この反応により化合物 A の平面構造式の候補は, ① 5個から 3個に絞られた。
化合物 A をクロム酸二カリウムで酸化したところ, 分子式 C4H4O5 の化合物 B が得られた。この反応より, ② 上記 3個の候補の 1 個が除外され, 候補は 2個に絞られた。
化合物 A に強酸を加えると, 分子内から水が 1 分子除去されて, 化合物CとDの混合物が得られた。この化合物CとDは, いずれもオゾンおよび臭素と反応した。2つの化合物CとDが得られたことから, ③ 上記 2個の候補の 1個が除外され, 化合物 A の平面構造式が特定できた。
(image326)問1 下線部①で除外される 2個の平面構造式を示しなさい。
答
問2 下線部②および③で除外された平面構造をそれぞれ示し, 各々の理由を記しなさい。
答
問3 化合物 A および B の平面構造式をそれぞれ示しなさい。
答
問4 化合物 C と D の組み合わせに対して考えられる 2 個の平面構造を示しなさい。
答