有機化合物の問題
グリセリン の つのヒドロキシ基すべてが脂肪酸とエステル結合した油脂を考える。 種類の脂肪酸 と ( と は異なる炭化水素基)を使い、 分子の中に を 個、 を 個含む油脂は、鏡像異性体を区別すると何種類あるか。その数を求めよ。ただし、、 の中には不斉炭素原子やシス-トランス異性の原因となる構造はないものとする。
この問題で使うもの
- 油脂の異性体の数(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(47 技能)
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- シス-トランス異性体と鏡像異性体
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- 水の電離と pH・身のまわりの物質の液性
- 塩の水溶液の液性
- コロイドの分類
- 油脂とセッケン・合成洗剤
- 油脂の異性体の数
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
技能「油脂の異性体の数」を使います。 個だけ含まれる がグリセリンの中央の炭素につくか、端の炭素につくかで分けましょう。
ヒント 2
それぞれについて、中央の炭素原子に結合する つの原子・原子団(、、両側の )がすべて異なるか、つまり不斉炭素原子かを調べます。
ヒント 3
構造異性体は 種類です。 が中央にあると両側がどちらも になります。 が端にあるときの両側の原子団を比べましょう。
答えと解説
答えを見る
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解説を読む
手順 1: 脂肪酸の結合する位置で構造異性体を書き分ける
グリセリンの つの炭素のうち、両端の つ()は同じ位置とみなせるので、 個だけ含まれる が「中央」か「端」かで分ける。
- (1) が中央: 端が 、中央が 、もう一方の端が
- (2) が端: 端が 、中央が 、もう一方の端が
構造異性体は 種類である。
手順 2: 中央の炭素原子が不斉炭素原子かを判定する
中央の炭素原子には、、、両側の の つが結合している。
- (1) では、両側の原子団がどちらも で同じなので、中央の炭素原子は不斉炭素原子ではない。鏡像異性体はなく、 種類。
- (2) では、両側の原子団が と で異なり、 つの原子・原子団がすべて異なる。中央の炭素原子は不斉炭素原子なので、鏡像異性体が 組あり、 種類。
手順 3: 数える
よって、鏡像異性体を区別すると 種類である。
別解
グリセリンの 1 位・2 位・3 位に R1COO- が 2 個、R2COO- が 1 個つく。(i) R2COO- が 2 位: 1 位と 3 位がともに R1COO- なので 2 位の炭素は同じ基を 2 つもち、不斉炭素でない。1 種類。(ii) R2COO- が 1 位(または 3 位、構造としては同じ): 2 位の炭素に H、OCOR1、CH2OCOR1、CH2OCOR2 の 4 つの異なる基がつき不斉炭素になる。鏡像異性体が 2 種類。合計 種類。