セルロースの誘導体

質問

セルロース350ｇからトリニトロセルロース580ｇが得られたとすると、計算上セルロース分子中の水酸基の何％がエステル化されたことになるか？という問題なのですが、3個のヒドロキシル基ーOHがーONO2にかわるだけなので、
　350/162ｎ＝ｘ/297ｎ　　ｘ＝641.6…
　580/642×100＝90.34と計算したのですが何が違うのか教えて下さい。
あと、セルロースに濃硝酸と濃硫酸の混合物を作用させると起こるのは、ニトロ化ではなくて、エステル化なのですか？

回答No.7

rei00 · ベストアンサー

> 何が違うのか教えて下さい。

　難しいですが，お書きの解答では「セルロース分子の数の何％が反応したか」になってしまいます。求められているのは，「水酸基の数の何％が反応したか」ですから，異なってきます。

　次の様に考えてみて下さい。まず，重合度をｎとすると，セルロース 350 [g] は　350/162n [mol]　です。セルロース１分子中にはモノマー単位がｎ個あり，モノマー１個当たり水酸基は３個ありますから，セルロース 350 [g] 中の水酸基の数は　(350/162n)・3n [mol]　になります。

　水酸基１個がエステル化されると式量は４５増えますから，全部の水酸基がエステル化されると，　(350/162n)・3n・45 = 291.7 [g]　増えるはずです。

　が，実際は　580－350 = 230 [g]　しか増えていませんから，実際に反応した水酸基をｘ％とすると，

　　ｘ = (230/291.7)・100 = 78.8 [%]

> セルロースに濃硝酸と濃硫酸の混合物を作用させると起こる
> のは、ニトロ化ではなくて、エステル化なのですか？

　#5 に回答されている通りです。なお，エステルの定義については。以前に回答した事がありますので，そちら（参考 URL）を御覧下さい。

参考URL：

http://odn.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=217118

お礼

分かりやすい回答ありがとうございました。

回答No.6

sohtaro

下の解答　×「ベンゼン間」→　○「ベンゼン環」です。

回答No.5

sohtaro

なぜエステル化というかについてはcomposerさんの意見は間違ってると思います。

-NO2基は確かにニトロ基といいますが、
炭素原子にこの基がついた化合物（C-NO2の構造を持つ化合物）を「ニトロ化合物」、
炭素原子とニトロ基の間に酸素が結合している化合物（C-O-NO2の構造を持つ化合物）を「硝酸エステル」というのです。

ニトロ化合物の仲間には、ニトロベンゼン、TNT、ピクリン酸などがあり、
硝酸エステルの仲間には、硝酸エチル、ニトログリセリンなどがあり、
トリニトロセルロースもこの仲間に入ります。

なぜC-O-NO2の構造ならばエステルか、というと、
酸とアルコール（ヒドロキシル基を有するもの）から脱水縮合したものをまとめてエステルというのであり、実際に硝酸エステルは硝酸とアルコールからの脱水縮合で生成しているからです。
ニトロ化合物はすべてベンゼン間にニトロ基が置換反応して生成していて、反応機構も生成した物質の構造も違うので反応名も異なる訳です。

サリチル酸からアセチルサリチル酸が生成する反応は、広い意味で「エステル化」と呼んでも間違いではありませんが、セルロースからニトロセルロースが生成する反応を「ニトロ化」と呼ぶのは間違いです。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.4

ONEONE

＞－ONO2基（62）－　－OH基（17）＝45なので、49Xのところは、45Xではないでしょうか。

そのとおりです。なぜか－OH基の分子量を13と勘違いしてたみたい。

回答No.3

composer

セルロース→ニトロセルロースは、ニトロ化と言わずエステル化というのが一般です。サリチル酸→アセチルサルチル酸をエステル化といわずアセチル化というのと同じ理由です。
セルロースの重合度が分かれば、セルロース350ｇのモルがわかって、１モルのＯＨがＯＮＯ２になると分子量が４５増加することから、350→580で230増加しているので、230／45＝５.111・・・で、何個のＯＨがＯＮＯ２になったかわかって、分子量が分かれば全体のＯＨ数もわかるから、割ればパーセンテージが出てきそうですが、わかりません

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.2

ONEONE

OHのあとに３つけるの忘れてしまいました。
訂正　[C6H7O2(OH)3]n　→　[C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x]n

回答No.1

ONEONE

セルロース350ｇ→トリニトロセルロース580ｇ
どれぐらい質量が増えたか？

[C6H7O2(OH)]n　→　[C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x]n
どれぐらい分子量が増えたか？

この増えた割合は同じのはずです。
582／350＝(162＋49x)／162
100x／3＝答え

何が違うといわれると・・・

なぜニトロ化ではなくてエステル化？
なんででしょう？エステル結合しちゃうからかな？自信なし。

お礼

回答ありがとうございます。－ONO2基（62）－　－OH基（17）＝45なので、49Xのところは、45Xではないでしょうか。