高校化学 C５H9OHのアルコールの異性体数は？

質問

問題集の解答にC５H9OHのアルコールの異性体が１１種類と書いてあり、11個構造式が載っています。
＝C-OHとなる不安定な構造は除外しているようです。私は12種類だと思ったのですが

CH3-C=CH-CH3　　　が解答には載っていません。これはなぜ不適なのでしょうか。
　　　│
　　　CH2－OH

よろしくお願いします。

回答No.6

htms42 · ベストアンサー

＃３です。

＃５の補足
＞しかも実験で実際に得られる化合物だから不安定な構造を断りなしに除外してるのでしょうか。

Ｃ＝Ｃ(ＯＨ)－が省かれているのは「Ｂはエステルの加水分解によって生じた物質だから」というのが理由だと考えるということですね。

でも、酢酸ビニルのようにエステルの成分としては考えることのできるアルコールが分解すると別のものに変わってしまうという例もありますのでこういう判断が適切なものであるかどうかには疑問が生じます。化学式はＣＨ３Ｃ(Ｏ)－Ｏ－ＣＨ＝ＣＨ２です。この物質は酢酸ビニル樹脂の材料、ポリビニルアルコールの材料として高校の化学でも出てくる物質です。（ビニルアルコールの存在を認めていなければポリビニルアルコールを考えることはできなくなります。ポリビニルアルコールはビニロンの合成で必ず出てくる物質です。家庭用では洗濯糊の成分としても出てきます。）
酢酸ビニルの製法は主なものが３つあるそうです。でも教科書ではアセチレンのところで出てくることが多いと思います。
「Ｂがアルコールである」という判断の根拠はどういうものでしょうか。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%A2%E9%85%B8%E3%83%93%E3%83%8B%E3%83%AB

＞化合物Ｂは分子式ｃ５ｈ10ｏで示される鎖式化合物で不斉炭素原子をもちヨードホルムに陰性で……

問題文の中に「鎖式」と書いてありますね。
＃３の補足には
＞解答には鎖式とという条件が書かれていないので、
・・・・・・
その解答で答えの候補として11種類を列挙しているので勝手にあらかじめ鎖式だけで書いているようです。

という文章を書かれています。「？？？」です。

Ｒ－ＣＨ＝Ｃ(ＯＨ)－Ｒ’が除外されているのは「不斉炭素原子を持つ」という条件に合わないからではないでしょうか。炭素数が５つではこの形での不斉炭素原子は存在できないでしょう。
ある炭素が不斉炭素原子になるためには異なる構造のものが４つついていなければいけません。
二重結合のところでーＯＨを使ってしまうと炭素数が６以上でないと不斉炭素原子は存在できないのです。
（ＣＨ２＝Ｃ(ＯＨ)－Ｒが除外されるのは「ヨードホルム反応で陰性である」ということからだと考える事もできます。でも、その場合はＲ－ＣＨ＝Ｃ(ＯＨ)ーＲ'についての除外の理由にはなりません。）

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8F%E3%83%AD%E3%83%9B%E3%83%AB%E3%83%A0%E5%8F%8D%E5%BF%9C

＃４の補足
＞そのことから類推するとこのCC(C)=CC型が２つとも除外されているようなのですが
このふたつがダメな理由があるのでしょうか。

これも不斉炭素原子を持つという条件に合わないので省かれているのでしょう。
他の型は－ＯＨがどこにつくかによって条件を満たすかどうかが変わってきますがこの型では－ＯＨの位置によらず条件に合いません。

「異性体の数がいくつあるか」という問題ではなくて、構造決定の問題の中で「候補者となる異性体の数は」ということを書いているいる文章です。条件に合わないというのが簡単に分かるものは省いてしまっていてもいいのです。その条件とは「安定か、不安定か」ではなくて「ヨードホルム反応で陰性であり、不斉炭素原子を持つ」です。アバウトにやっているのではないと思います。でも解説文であればどうして省いたかが分かるようなものである方がいいと思います。

他にも省かれている条件があるのではないでしょうか。
とにかくあなたの判断で問題文、解説文の抜き書きをやっているのですから全体像がつかめないのです。

お礼

文章変で本当にすみません。

もう一度よく考えてみます。

回答No.7

101325

> CC(C)=CC型が２つとも除外されているようなのですが
> このふたつがダメな理由があるのでしょうか。

単純な数え忘れなんじゃないかな、と私は思います。

条件に合わないので省いた、というよりも、条件に合わないので数え忘れても答えを導くことができた、のではないかなと。条件に合わないことが簡単に分かるものは省いてしまってもいいだろうというのは、たしかに私もそう思うのですけど、じっさい、質問者さん、＃１さん、＃２さん、＃３さんが数え落としをされているのですから、これは簡単に分かるというものではないでしょう。

エノールに関しては、高校化学でどのような扱いになっているのかをよく知らないので、コメントは避けます。

お礼

たしかにそうですね。
ありがとうございます。

回答No.5

NiPdPt

そもそも問題の全文を書いてもらわなければわからない面が多くあります。
まず、C5H9OHのアルコールの異性体と言われても、たとえばその中の１種の式を示した上で、これの異性体を書きなさいというのと、示さずにいうのとでは、１個違います。
また、一般にアルコールを書きなさいという時に、不安定かどうかということは議論しません。つまり、C=C-OHの構造をもつものも含むべきであり、何の注釈もなしにそれを省くことはできません。
また、立体異性体に関しても何らかの説明をすべきです。ここで言う立体異性体とは、幾何異性体（シス、トランス異性体）と光学異性体（対掌体）のことです。そうでなければ、単なる「異性体」ではなく、「構造異性体」と書くべきです。
また、前の回答でも指摘されているように、環状のアルコールを除外する理由もありません。
仮に、C5H9OHで表される（これ自体がいささかおかしいですけど）のアルコールの異性体をかけという問題であれば、その数は構造異性体だけで20を軽く超えます。30を超えるかもしれません。また上述のような不備もありますので、問題が成立してませんし、大学入試では出題されないような悪問です。

ただ、ここからは想像ですが、これはおそらくあなたの理解力に問題があると思います。なぜかと言えば、あなたの質問はそれだけの問題文ではなく、構造決定の問題の中の一部ではないですか？しかも問題ではなく、解答の解説ではないですか？だとすれば、あなたが書き落としている条件とか、情報があるものと推察します。その結果として１１種類に絞られているということならあるかもしれません。それにしても１１という数を問う問題は良問とはいえませんけどね。

補足

ご指摘ありがとうございます。

言葉足らずですいません。構造異性体のみで鎖式です。

実際に構造異性体の数が設問になっているわけではありません。

問題文は

１　分子式ｃ１４ｈ２４o4で示される化合物Ａを希塩酸と過熱すると（エステルの加水分解）、化合物Ｂ、カルボン酸Ｃ（結論から言うと２価のカルボン酸）および化合物Ｄ（結論から言うとアルコール）が得られた。

２　化合物Ｂは分子式ｃ５ｈ10ｏで示される鎖式化合物で不斉炭素原子をもちヨードホルムに陰性で……

みたいにずっと続いて、このＢの構造式を記せ。

というものです。（答えはただ１つに求まる）

この解説文の冒頭で

Ｂはアルコールと推定できる。
このアルコールには１１種類の構造異性体がある。

と言って１１個書いてあり、まずは不斉とかヨードホルムは意識せず鎖式ということは
前提で１１個書いているようです。

このようにあくまで正確な議論まで要求されない解説文で、しかも実験で実際に得られる化合物だから不安定な構造を断りなしに除外してるのでしょうか。

回答No.4

101325

・シスートランスの異性体は考えない
・鎖式に限定する
という前提なら13個あるような。

C=CCCC 1-pentene より
　C=CC(O)CC　3-hydroxy-1-pentene
　C=CCC(O)C　4-hydroxy-1-pentene
　C=CCCCO　　5-hydroxy-1-pentene

CC=CCC 2-pentene より
　C(O)C=CCC　1-hydroxy-2-pentene
　CC=CC(O)C　4-hydroxy-2-pentene
　CC=CCCO　　5-hydroxy-2-pentene

C=C(C)CC 2-methyl-1-butene より
　C=C(CO)CC　　2-hydroxymethyl-1-butene
　C=C(C)C(O)C　4-hydroxy-2-methyl-1-butene
　C=C(C)CCO　　5-hydroxy-2-methyl-1-butene

CC(C)=CC 2-methyl-2-butene より
　CC(CO)=CC　2-hydroxymethyl-2-butene
　CC(C)=CCO　5-hydroxy-2-methyl-2-butene

CC(C)C=C 2-methyl-3-butene より
　CC(CO)C=C　　2-hydroxymethyl-3-butene
　CC(O)(C)C=C　2-hydroxy-2-methyl-3-butene

C=CC(O)CC等のOはヒドロキシ基を、括弧()は枝分かれを、"="は二重結合を、それぞれ表しています。単結合と水素原子は省略しています。

補足

そのとおりでした。
１３個のはずです。ありがとうございます。

そのことから類推するとこのCC(C)=CC型が２つとも除外されているようなのですが
このふたつがダメな理由があるのでしょうか。

回答No.3

htms42

・シスートランスの異性体は考えない、
・オクテットを満たしていれば、安定な構造であるかどうかは考えない
という前提だろうと思います。

Ｃ２Ｈ４Ｏの異性体は3つあります。ビニルアルコール、アセトアルデヒド、エチレンオキサイドです。ビニルアルコールＣＨ２＝ＣＨ－ＯＨがアセトアルデヒドＣＨ３－ＣＨＯと平衡状態にあるということであっても異性体としてはカウントしているはずです。
Ｒ－ＣＨ＝ＣＨ－Ｒ'の場合にＣ＝ＣのＣにＯＨが付いたものがＲ，Ｒ'のいかんによらず不安定であるというのであればケトンに変わるということを想定していることになります。（本当かどうかは知りません。異性体の数はいくつであるかを勉強しているときにはそういう話は出てこないはずです。構造でカウントできなければ安定性の議論もできないはずです。）

Ｃ５Ｈ１０の構造異性体を全て書きだしてみます。
そのＣにＯＨを付けます。

鎖式の異性体が４つあります。
環式の異性体も４つあります。
「鎖式に限定する」という文章はありますか。

補足

解答には鎖式とという条件が書かれていないので、c5h9oh全部書いてあるのかと思っていましたが、そもそものこの解説文のもとの問題文の問いは、あるエステルを加水分解して得られるアルコールで鎖式、ヨードホルム陰性、不斉炭素原子持つ、などの条件を付けて一つに絞られるアルコールを答えさせる問題で、その解答で答えの候補として11種類を列挙しているので勝手にあらかじめ鎖式だけで書いているようです。

異性体の議論では不安定な構造だからといって除外したりしないということは知りませんでした。
でもこの解答ではなぜか除外されているためもしかしたらこの解答は正確な異性体の数の議論をしているのではなくただ
答えの候補を列挙しているためアバウトに書かれているのかもしれません。

回答No.2

Tacosan

ん～, 確かに頭で考えると 12個あるような....
3-methylbut-3-en-2-ol ってあるんでしょうか＞#1.

お礼

回答ありがとうございます。

私はあまりに初学者なものでその表現が読み取れません。あとで調べてみます。
本当に申し訳ないです。

回答No.1

DJ-Potato

こんな感じでしょうか？
ちなみに二重結合のcisとかtransとか、不斉炭素とか、なんかそんな異性体もあるけどそれは考えない方向で？

補足

言葉が足りなくてすいません。

構造異性体のみで考えるとのことです。すいません。

あと構造式の段落ずれてて申し訳ないです。

本当に申し訳ないのですが、
その図の字がよく見えなく間違ってたら申し訳ないですが
その図だと(7)と(9)の区別が同じだと思うのですが。
あと(10)とかぶっているわけではなく、(10)は解答にありません。
解答を見てみるとあと解答にのっているものでここに書かれていないものが
３つあるようです。