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反応と機構:学習ガイド

重要なポイント

有機合成は、官能基どうしの変換の地図である。各矢印の試薬とその反応の種類を知っていれば、ある化合物から別の化合物への経路を計画できる。

  • 主な反応の種類は、付加(C=C や C=O へ)、置換(飽和炭素や環上で)、脱離、そして酸化・還元である。
  • アルケンからアルカン: Ni や Pt を用いた H₂。アルケンからアルコール: 酸触媒による水。アルコールからアルケン: 濃硫酸と加熱。
  • ハロアルカンからアルコール: NaOH 水溶液(置換)。ハロアルカンからアルケン: KOH のアルコール溶液(脱離)。ニトリルやアミドからアミン: LiAlH₄。
  • 第一級アルコールからアルデヒド: PCC。第一級アルコールからカルボン酸、または第二級からケトン: 酸性の K₂Cr₂O₇ や KMnO₄。

主な式

  • alkene + H₂ → alkane (Ni)
  • alkene + H₂O → alcohol (H⁺)
  • alcohol → alkene (conc. H₂SO₄, heat)
  • RX + OH⁻(aq) → ROH + X⁻
  • RX + KOH(alc.) → alkene

例題

エテンからエタン酸へ: エテンに水を付加(H₃PO₄、水蒸気)してエタノールをつくり、酸性二クロム酸塩で加熱還流して酸化するとエタン酸になる。PCC を使うならエタナールで止まる。NaOH 水溶液はブロモエタンをエタノールに、KOH のエタノール溶液はエテンに変える。

よくある間違い

  • KOH 水溶液とアルコール溶液を取り違えること。水なら置換、エタノール溶媒なら脱離が起こる。
  • アルデヒドを得たいのに強い酸化剤を使うこと。カルボン酸まで進んでしまう。
  • アルデヒドの還元で第一級、ケトンの還元で第二級アルコールが得られることを忘れること。

練習

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