令和2年度 I-4-2

解説

この問題で問われていること

反応a(1-プロパノールとHBr)、反応b(酸触媒による脱水)、反応c(プロペンとHBrの付加)、反応d(酸触媒によるエステル化)を付加・脱離・置換・転位の4種類に分類し、置換反応に該当する2つの組合せを求める問題。

解き方

① 反応の分類: 置換=ある原子団が別の原子団に置き換わる、付加=二重結合に原子が加わる、脱離=分子から原子が取れて二重結合ができる
② a=OHがBrに置き換わる(置換)、b=H₂Oが取れて二重結合ができる(脱離)、c=二重結合にHBrが加わる(付加)、d=OHがOCH₃に置き換わる(置換)
③ (a,d)の③

正解が正しい理由

反応aは、CH3CH2CH2OHのヒドロキシ基がBrに置き換わる反応であり置換反応である。反応bは、酸触媒によりH2Oが脱離して二重結合が生成する脱離(脱水)反応である。反応cは、プロペンの二重結合にHBrが付加する付加反応である。反応dは、カルボン酸のヒドロキシ基がメトキシ基に置き換わるエステル化反応であり、これも置換反応(求核アシル置換)である。したがって置換反応に該当するのはaとdであり、③が正しい。

各選択肢について

• ① (a,b)は、bが脱離反応(脱水反応)であり置換反応ではないため誤り。
• ② (a,c)は、cが付加反応(HBrの二重結合への付加)であり置換反応ではないため誤り。
• ③ aは1-プロパノールのOH基がBrに置き換わる置換反応、dはカルボン酸のOH基がOCH3に置き換わるエステル化(置換反応)であり、いずれも置換反応に分類されるため、これが正答。
• ④ (b,c)は、bが脱離反応、cが付加反応であり、いずれも置換反応ではないため誤り。
• ⑤ (b,d)は、bが脱離反応であり置換反応ではないため誤り。

覚えるべきポイント

有機化学反応の分類では、「ある原子・原子団が別の原子・原子団に置き換わる」反応が置換、「二重結合や環に新たな原子・原子団が加わる」反応が付加、「分子から原子・原子団が取れて不飽和結合ができる」反応が脱離である。アルコールのハロゲン化(a)やエステル化(d)は、いずれもヒドロキシ基が他の基に置き換わるという点で置換反応に分類される。