芳香族の構造決定

質問

分子式C16H12O6で表される芳香族化合物Aは水酸化ナトリウム水溶液に300mg加えると溶け、穏やかに沸騰させたあと室温まで冷却し希硫酸を加えると無色の沈殿が生じた。この沈殿から276mgのBが得られ、ろ液には酢酸が残った。

この問題に取り組んでいるのですが、Bがサリチル酸ではないかとおもうのですが、そうだとするとAは何になるのでしょうか？
教えていただければ幸いです

回答No.4

noname#62864 · ベストアンサー

確認およびNo.3の補足です。
質問文には書かれていませんが、問題文の別の箇所の記述から、Bがサリチル酸であるとほぼ断定できると考えて良いわけですね？
もしも、そうであれば一応、No.3で解答を出したつもりです。
Aの構造式の説明がわかりにくかったかも知れませんので、念のために別の表現をします。
Aの構造は、アセチルサリチル酸を基本と考えて、その-COOHの部分と、別のサリチル酸分子のOHの部分を利用してエステルとなっているということです。
なお、現実問題としてはありそうもないことですが、別のサリチル酸のCOOH基との間で酸無水物になっている構造も可能です。

回答No.3

noname#62864

補足です。
分子量３００という条件があるのでしたら、分子式C16H12O6は正しいです。
ただ、ご質問の内容からAの構造を一義的に決定するのは不可能です。

ただ、cyvycさんがサリチル酸にこだわっておられるようですので、考えなおしてみますと、前回の回答にもいくつか当方の思いこみによるミスがあり、Bがサリチル酸であるという可能性が完全に否定しきれないことに気が付きました。

すなわち、「Bがサリチル酸であると仮定すれば」、Aの構造が決定できます。
つまり、２分子のサリチル酸がエステルとなり、得られた分子のOHが酢酸エステルになっていると考えれば、ご質問の条件を完全に満たすことになります。

前回はA１分子から生じるBも１分子であると思いこんでしまいましたが、２分子のBが生じると考えれば、Bをサリチル酸と考えることができることに気が付きました。
当方の思いこみで、サリチル酸の可能性を排除してしまい申し訳なく思っています。ただ、ご質問の条件だけではBをサリチル酸と断定できないことはご理解下さい。
他の条件がない限り、B=サリチル酸というのは可能性の一つだとお考え下さい。

回答No.2

DexMachina

ご質問の内容、およびNo.1でいただいた補足の内容では、やはり構造の特定は不可能だと思います。

その上で、現状で考えられる可能性について、No.1の方の回答に補足させて戴きます。

> アルカリ条件下で加水分解されやすい官能基

「酸無水物」が筆頭に挙がるのは論を待ちませんが、分子内エステル即ち「ラクトン」の可能性も考える必要があるでしょう。
この場合、酸無水物に対しＣ＝Ｏ二重結合が1個減るため、他の部分の構造の選択の幅が非常に広くなります。

例えば、

1)「水酸化ナトリウム水溶液への溶解性」
　　→　カルボキシル基の可能性
2)炭素骨格
　　→　ビフェニルやジフェニルエーテルの可能性

です。
また、二重結合による幅の広がりとは別に、ベンゾフラン環、ベンゾ-1,4-ジオキサンなどの含酸素複素環の可能性も考えられるでしょう。

このように、骨格だけでも相当の可能性が考えられますので、冒頭でも言いましたように、構造の特定は不可能です。

回答No.1

noname#62864

Aの分子量が300なのでBの分子量は276になります。
したがって、Bがサリチル酸であることはあり得ません。
仮にこれが単純な酢酸エステルであるとすれば、分子量は300+18-60=258になるはずですのが、これが276であるということは水の分子量の相当する18だけ多いことになりますので、分子式はC14H12O6であると想像されます。

分子量が258ではなく、276になるということはアルカリ条件下で加水分解されやすい官能基があるということになります。このことを合理的に解釈するならば、酸無水物であることが想像されます。
さらに、NaOH水溶液に溶けたという記述からすれば、分子内にフェノール性のOHが存在すると考えられます。

また、炭素数から考えればナフタレン誘導体であることも予想されます（断定は出来ません）。

だとすれば、(1)ナフタレン誘導体で、(2)酸無水物構造を持ち、(3)フェノール性のOHをもち、(4)それら以外に、(a)２個のメチル基＋アセトキシ置換基、(b)エチル基＋アセトキシ置換基、(c)メチル基＋アセトキシメチル置換基、(d)アセトキシエチル置換基（２種類あります）のいずれかを有する化合物がこの条件を満たすことになります。・・・これら以外の構造も可能かも知れませんが、ナフタレン誘導体であるとするならば、これら以外の構造は考えにくいです。

すなわち、Aとしては(1)隣接炭素上に-C(=O)-O-C(=O)-（酸無水物）構造を持ち、(2)さらに別の炭素上に-OHをもち、(3)さらに上述の(4)の(a)～(d)に該当する置換基（複数？）を有する置換ナフタレンが問題の条件を満たします。

ただ、ご質問の条件だけでは、置換基の位置までは特定できませんし、これら以外の構造も可能だと思います。

もしもこれが、構造を一義的に決定する問題でしたら、これら以外の条件や選択肢があるはずです。

補足

分子式の決定の問題が先にあったのですが、あっているのではないかと思い、それを問題文に書きました。

炭素、水素、酸素から成る芳香族化合物（分子量300）300mgを完全燃焼したところ、704mgの二酸化炭素と108mgの水が生じた。

ここから　分子式C16H12O6ではないかと考えたのですが・・・