【化学】有機化学:早稲田2015Ⅲ(1)構造決定part 1 - 質問解決D.B.(データベース)

【化学】有機化学:早稲田2015Ⅲ(1)構造決定part 1

問題文全文(内容文):
問題は一部改変 二つのエステル結合をもち、それ以外は炭素と水素から成る化合物Aがある。Aを水酸化ナトリウムで加水分解し分液漏斗により分離すると、有機層に化合物Bが、水槽に化合物Cと化合物Dが分離できた。化合物CとDはともにカルボン酸であった。 化合物Bは分子量200以下であり、化合物Bを12.2mgを完全燃焼させると二酸化炭素35.2mg、水9.0mgが生成した。化合物Bを過マンガン酸カリウムを用いて酸化するとすべて安息香酸になった。また化合物Bはヨードホルム反応陽性であった。 白金触媒を用いて化合物C1.46gを水素と完全に反応させると標準状態で448mLの水素が反応し、炭素数9のベンゼン1置換体を得た。 化合物Dに過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を加えると化合物Gが生じた。化合物Gに二酸化炭素を十分に通じると化合物Hが生成する。化合物Hはナトリウムフェノキシドに高温高圧条件で二酸化炭素を反応させても生成できた。 化合物A、B、C、Dの構造式を記せ。
チャプター:

0:00 オープニング
0:28 本編
2:40 化合物Bの決定
4:46 化合物Cの決定

単元: #化学#大学入試過去問(化学)#理科(高校生)#早稲田大学
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
問題は一部改変 二つのエステル結合をもち、それ以外は炭素と水素から成る化合物Aがある。Aを水酸化ナトリウムで加水分解し分液漏斗により分離すると、有機層に化合物Bが、水槽に化合物Cと化合物Dが分離できた。化合物CとDはともにカルボン酸であった。 化合物Bは分子量200以下であり、化合物Bを12.2mgを完全燃焼させると二酸化炭素35.2mg、水9.0mgが生成した。化合物Bを過マンガン酸カリウムを用いて酸化するとすべて安息香酸になった。また化合物Bはヨードホルム反応陽性であった。 白金触媒を用いて化合物C1.46gを水素と完全に反応させると標準状態で448mLの水素が反応し、炭素数9のベンゼン1置換体を得た。 化合物Dに過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を加えると化合物Gが生じた。化合物Gに二酸化炭素を十分に通じると化合物Hが生成する。化合物Hはナトリウムフェノキシドに高温高圧条件で二酸化炭素を反応させても生成できた。 化合物A、B、C、Dの構造式を記せ。
投稿日:2021.10.17

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化合物A、Bは窒素原子を1つ含み、互いに異性体の関係にある。また、化合物C、Dは窒素原子2つを含み、互いに異性体の関係にある。
79.5 mgの化合物Aを完全燃焼させたところ、二酸化炭素205mgと水27.0mgを生じた。同様に59.5mgの化合物Cからは二酸化炭素154mgと水22.5mgを生じた。
化合物A~Dの溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えて加水分解を進めると、化合物E、F、G、HおよびIのような有機化合物もしくはナトリウム塩が得られた。なお、それぞれの反応生成物はAからはEとF、BからはGとH、CからはHとI、DからはEのみとなっていた。

Aを加水分解して得られた反応液に希塩酸を加えて酸性にし、ジエチルエーテルで抽出を行うと、エーテル層から化合物Fを得ることができた。
同様の操作をBの反応液に行うと、エーテル層から化合物Hを得ることができた。

化合物Eに塩酸と亜硝酸ナトリウムを加え反応させ、その後加温すると化合物Fが生成した。また、化合物Hを加熱すると脱水反応が進行した。
A~Dの構造式をかけ
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[2023年 北里大学(薬)・改]
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このとき発生した酸化物は$3.2g$であった。
この元素$A$の原子量を有効数字2桁で求めよ。
ただし、固体の体積は気体の体積に比べて無視できるものとす
る。(原子量$O = 16$)
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①2.0×10⁻³mol ②4.0×10⁻³mol ③8.0×10⁻³mol ④2.0×10⁻²mol ⑤4.0×10⁻²mol ⑥8.0×10⁻²mol
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