有機化合物の問題
分子式 で表されるエステルを酸を触媒として加水分解すると、カルボン酸とアルコールが生じる。 のエステルのうち、加水分解で生じるカルボン酸が銀鏡反応を示すものは何種類あるか。その数を求めよ。ただし、立体異性体は区別しないものとする。
この問題で使うもの
- エステルの加水分解と構造の決定(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(72 技能)
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ヒント
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ヒント 1
技能「エステルの加水分解と構造の決定」を使います。エステルを、加水分解で生じるカルボン酸の部分とアルコールの部分に分けて考えましょう。
ヒント 2
銀鏡反応を示すカルボン酸はギ酸 だけです。つまり、 の形のエステルを数えればよいことになります。
ヒント 3
で分子式が になるのは、 の炭素が 個のときです。炭素 個のアルコールは何種類あるか考えましょう。
答えと解説
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解説を読む
手順 1: エステルをカルボン酸の部分とアルコールの部分に分けて書き出す
エステル は、加水分解するとカルボン酸 とアルコール になる。 では、 の C を含めて炭素が 個なので、カルボン酸側の炭素数( の C を含む)とアルコール側の炭素数の和が になる。
- カルボン酸の炭素 個(ギ酸 )、アルコールの炭素 個: アルコールは と の 種類 → 、
- カルボン酸の炭素 個(酢酸 )、アルコールの炭素 個(エタノール)→
- カルボン酸の炭素 個(プロピオン酸 )、アルコールの炭素 個(メタノール)→
のエステルは全部で 種類である。
手順 2: 生じるカルボン酸が銀鏡反応を示すかを判定する
カルボン酸のうち、銀鏡反応を示すのはギ酸だけである。ギ酸 は分子中にアルデヒド基(ホルミル基) の構造をもち、還元性を示すからである。酢酸やプロピオン酸は還元性を示さない。
加水分解でギ酸が生じるのは、 と の 種類である。
よって、答えは である。
別解
銀鏡反応を示すカルボン酸はギ酸 HCOOH だけ。したがってギ酸エステル HCOO-R で、C4H8O2 より R は C3H7-。C3H7- は、プロピル基と 2-プロピル(イソプロピル)基の 2 種。HCOOCH2CH2CH3(ギ酸プロピル)と HCOOCH(CH3)2(ギ酸イソプロピル)の 2 種。