KUT 今日から芳香族について学習していきます!学校で習うものとは順番が違うので戸惑うかもしれませんが,系統立てて説明していくので,ぜひついてきてください!芳香族については多くの内容があるので,3回に分けてしっかりと説明していきます. それでは今日も頑張っていきましょう! 芳香族とは? \(\rm{C}\)原子が「輪」を作る環式化合物のうちベンゼン環を含むものを芳香族化合物といいます. ベンゼン環について知っておくべきことを下にまとめておきましょう! 構造決定の際に必要となる 不飽和度 と 分子量 が重要になります.ベンゼン環の不飽和度は,環構造が\(1\)つと\(\pi\)結合が\(3\)つで, \(4\) となります.またベンゼンの分子式は\(\rm{C_6H_6}\)で,分子量は \(78\) となります. ベンゼン環に他の原子団が置換されていた場合もこのように考えることができます.例としてサリチル酸の分子量を考えてみましょう! このようにすると,ベンゼン環が\(78\),\(\rm{-O-}\)が\(16\),\(\rm{-COO-}\)が\(44\)です.そのためサリチル酸の分子量は\(138\)となります.\(\rm{OH}\)基の\(\rm{H}\)と\(\rm{COOH}\)の\(\rm{H}\)はベンゼン環でカウントしてます! 芳香族化合物 反応系統図. ベンゼン環の構造 まずはベンゼン環に関する基礎知識をおさえていきましょう! ベンゼン環の構造は, ケクレ構造 と呼ばれています.ベンゼン環では,各\(\rm{C}\)原子のもつ\(4\)個の価電子のうちの\(1\)個(\(\pi\)電子と呼ばれています)が下の図のように広がっていると考えられています.これを 非局在化 といいます.このように\(\pi\)電子の非局在化した状態を 共鳴 と呼びます. フェノールの性質 芳香族の分類でよく出題される物質の性質を詳しくみていきましょう. まずはフェノールからです! フェノールの弱酸性 共鳴効果で安定しているベンゼン環にフェノール性ヒドロキシ基の\(\rm{O-H}\)間の共有電子対が引き付けられるので,\(\rm{H}\)が電離しやすくなり, 酸性物質 となります.それに対してアルキル基に結合したアルコール性ヒドロキシ基は,引き付けられるという効果がないので,中性物質となります.

脂肪族フローチャート 練習 .Pdf

芳香族カルボン酸の性質 芳香族カルボン酸(例:安息香酸)の反応は,一般のカルボン酸とほぼ同じになります.ただカルボキシ基が水素結合する上に,分子量が大きいので, 融点が高く なり, 常温で固体 になっています. あとで説明しますが,芳香族化合物は一般的に水に対して難溶です.しかしながら芳香族化合物のイオンは官能基の親水性により,水に対して溶けやすくなります. ここで,安息香酸ナトリウム水溶液を例にして考えてみましょう!安息香酸ナトリウム水溶液に\(\rm{HCl}\)を加えると下のような反応が起こります. この反応で生成した安息香酸は水に溶けにくいため, 白い固体となって沈殿 します. アニリン アニリンとはベンゼン環にアミノ基(\(\rm{-NH_2}\))が直接結合した物質です. このアニリンには重要な性質が\(3\)つあります. ① 弱塩基性物質 ② 酸化されやすい ③ アミド化 これらの性質は,全てアミノ基(\(\rm{-NH_2}\))の\(\rm{N}\)原子のもつ非共有電子対が起因しています.\(1\)つずつ説明していきましょう! 弱塩基性物質 アニリンは\(\rm{N}\)原子に非共有電子対があり,強酸と反応すると非共有電子対に\(\rm{H^+}\)イオンが配位結合してアニリニウムイオンになります. 【アニリンの塩基性の強さ】 アニリンはフェノールと同様にアミノ基の\(\rm{N}\)原子のもつ非共有電子対がベンゼン環の\(\pi\)電子と共鳴するために流れこんでいき,\(\rm{H^+}\)イオンが非共有電子対に配位結合しにくくなっています.そのため塩基性としてのパワーはアンモニア \(>\) アニリンとなります. 酸化されやすい アミノ基の\(\rm{N}\)原子に非共有電子対が酸化剤の攻撃を受けやすいため,容易に酸化されます.この性質を用いた反応が\(2\)つあるので,紹介していきましょう! ①アニリンとさらし粉水溶液の反応 さらし粉(\(\rm{CaCl(ClO) \cdot H_2O}\))に含まれる\(\rm{ClO^-}\)(次亜塩素酸イオン)は以下の半反応式のため酸化剤となります. 芳香 族 化合物 反応 系統一教. \(\rm{ClO^-\ +\}\)\(2e^-\ +\ \rm{2H^+\ →\ Cl^-\ +\ H_2O}\) アニリンとさらし粉を反応させると,アニリンが酸化され, 赤紫色 となります.つまり 「さらし粉を加えて赤紫色になる→アニリン」 と覚えておきましょう!

電離定数を比較すると,フェノール性ヒドロキシ基の場合は\(K_{\rm{a}} = 10^{-10}\),アルコール性ヒドロキシ基の場合は\(K_{\rm{a}} = 10^{-17}\)です. (ちなみにカルボン酸の\(K_{\rm{a}}\)は\(K_{\rm{a}} = 10^{-5}\)程度でより強い酸性を示します.) \(\rm{FeCl_3}\)による呈色反応 フェノールの\(\rm{O}\)原子については,\(\rm{O}\)のもつ非共有電子対もベンゼン環の\(\pi\)電子とともに共鳴しようとベンゼン環に流れ込み,非局在化します.この\(\pi\)電子が広がった状態に\(\rm{Fe^{3+}}\)が引き付けられて, 赤紫〜紫〜青紫 の化合物を形成します. この反応は フェノール性ヒドロキシ基の検出反応 となります. カルボン酸無水物によるエステル化 今まで何度も説明してきたように,エステル化は 「すきま」「うめます」 の原理で反応します. この内容がピンとこない方はこちらの記事をご覧ください! 脂肪族フローチャート 練習 .pdf. 「すきま」「うめます」反応の応用編!エステル化・アミド化を一気に攻略!! 今日はカルボニル基を中心に学習していきます!カルボン酸やエステルは反応が複雑な上に似たような反応としてアミド化もあります.このような似た反応をどれだけ整理して覚えられるかが有機化学を攻略する「カギ」となります!今日も一緒に頑張っていきましょう! ただフェノール性ヒドロキシ基の場合,\(\rm{OH}\)基の\(\rm{O}\)原子の非共有電子対がベンゼン環の\(\pi\)電子とともに共鳴するため,カルボニル基へ攻撃するパワーは減少しています.さらにエステル化は可逆反応であるため,カルボン酸への反応はあまり進みま線でした. そこで登場するのが カルボン酸無水物 です!前回のエステル化の記事でも不安定なカルボン酸無水物を使うことで,可逆反応が不可逆反応となり,収率が\(100\%\)になることを学びました.今回もこのカルボン酸無水物を使うことで, 「すきま」「うめます」反応 を進めます! 【フェノール性ヒドロキシ基】 上に示したフェノール性ヒドロキシ基の性質は,ベンゼン環に直接結合したヒドロキシ基でないとこのような性質にはなりません.例えば下のようなベンジルアルコールを考えてみましょう! このような物質は\(\rm{OH}\)基の間にメチレン基(\(\rm{-CH_2-}\))が存在するため,\(\rm{OH}\)基の\(\rm{O}\)原子のもつ非共有電子対がベンゼン環へ共鳴のために流入できません.そのため普通のアルコール性ヒドロキシ基と同じ性質しか示しません.

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