OR HI 問4 ベンゼン環に炭化水素基がついた化合物を, 中性塩基性の下で過マンガン 酸カリウム KMnO を用いて酸化すると、芳香族カルボン酸のカリウム塩が生 成する。続けて、強酸を加えると芳香族カルボン酸が得られる。この反応の流 れは、図1のように表され、炭化水素基は炭素原子の数に関係なくカルボキシ 基になる。 COOK COOH Cm H 強酸 KMnO 16 (CmH, は炭化水素基 ) 図1 ベンゼン環に結合した炭化水素基の酸化反応 この酸化反応の反応機構は複雑であるが,ベンゼン環に直接結合した炭素原 子に水素原子が結合していない場合は,反応が起こらないと考えられている。 たとえば、図2に示す化合物は, 中性~塩基性の下で KMnO を作用させても 酸化されない。 けん化とは2 CH3 -C-CH3 C-C CH3 図2 ベンゼン環に直接結合した炭素原子に水素原子が結合していない 化合物の例 炭素数11でベンゼン環を含むエステルAに水酸化カリウム水溶液を加えて 加熱すると,Aがけん化されて化合物Bと化合物Cが生成する。 Cは, 芳香族 炭化水素Dを中性~塩基性の下で KMnO4 を用いて, 図1で示す反応によって 酸化することでも生成する。 また, 0.200 mol のDに触媒の存在下で水素を完 全に付加させると, 0℃, 1.013 × 105 Pa で 4.48Lの水素が消費される。なお, この反応ではベンゼン環の不飽和結合は反応していないものとする。 次の問い (a~c) に答えよ。 - - 24-

a Bの性質を調べたところ,次の記述アイの性質をもつことがわかった。 Bの構造式として最も適当なものを、後の①~④のうちから一つ選べ。 23 クルコール アルデヒド → カルボン酸 アナトリウムの体を Ja. 水素を発生する。 [ ← イ硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液を作用させても、変化は見られな い。 ① CH3-C-CH3 CH3 CH3-C-CH3 OH 第3級アルコール ② CH3-CH-CH2-CH a OH CH2-CH2 CH2-C、 O b 下線部に関して, 0.200molのDを臭素と完全に反応させたとき,消費さ くれる臭素は何gか。 その数値を小数第1位まで次の形式で表すとき, 24 26 に当てはまる数字を後の①~⑩のうちから一つずつ選 4 べ。 ただし, 同じものを繰り返し選んでもよい。 HUS 0.20 44 24 25 26 g 22-9 0-2m ① 1 ② 2 ③3 ⑤ 5 ○×3=0. 6 ⑦7 8 8 ⑨ 9 ① 8.2×3. 0 CDが炭素数9の芳香族炭化水素であるとすると,Dとして考えられる異性 体は何種類存在するか。 最も適当な数を,次の①~④のうちから一つ選べ。 ただし,立体異性体も区別して数えるものとする。 27 種類 HM ① 2 2 3 ③ 4 ④ 5 2 25- c-c-c-c-c-c-

以上より、正である。 () 4 F 記アより め、ヒドロキシ基-OHをもつ。よって、B はナトリウムの単体と反応して水素を発生するた は いず れかである。さらに、記述イト、Bは酸性のクロム酸カリ ウム水溶液を作用させても酸化されないため、第三級アルコールで ある。 以上より、 (粉) [ 4.481. b 下線部より、0.200 zied D (22.1 ml)0.200 met A 覚応するため、炭素原子間の二重結合(C=C結合)を1つもつ。 よって、0,200 molのDと反応する素(モル質量 160g/m 0200mel であり、その量は、 0,200 anel 160 g/mol=32.0g である。 以上より る。 20はが正解であ 24 ここで、aよりは炭素 C のアルコールなので、化合物 は炭素数7の芳香族化合物であり、ベンゼンの一置換体である。 炭 素数9 の芳香族炭化水素の炭素骨格は、次の2通りである。 O-c-c-c さらに、このつの炭素骨格をもち、炭素原子間の二重結合 (C=C結合)を1つもつ化合物は, 立体異性体も区別すると、次の 4種類である。 -CH2-CH=CH ( ( CHG Hi C=C C=C H }{ E CH CH; -C-CH ここで、ベンゼン環に直接結合した炭素原子に水素原子が結合し ていない場合は、中性~携基性の下で過マンガン酸カリウム KMO」 を作用させても酸化されないため、Dの構造として(iv)は不 である。よって,Dとして考えられる異性体は,(1)~(3)の3種類 である。以上より2が正解である。 2024年第3回 共通テス