２００５年１月１３日（木）　04ko2-39　アルコールとエーテル

今日は，アルコールとエーテルについて学びましょう。お酒やみりんにはアルコールの１種であるエタノールが含まれています。 　　　　 　今日の学習内容は，次の通りです。 （１）アルコール （２）アルコールの性質 （３）エーテル 　それでは，アルコールからはじめましょう。

２４　アルコールとエーテル （１）アルコールａｌｃｏｈｏｌ 　炭化水素の水素原子をヒドロキシ基−ＯＨで置換した形の化合物 　ＣＨ４　ｍｅｔｈａｎｅ　→　ＣＨ３ＯＨ　ｍｅｔｈａｎｏｌ メタン　ｍｅｔｈａｎｅ メタノール　ｍｅｔｈａｎｏｌ 　Ｃ２Ｈ６　ｅｔｈａｎｅ　→　Ｃ２Ｈ５ＯＨ　ｅｔｈａｎｏｌ エタン　ｅｈｔａｎｅ エタノール　ｅｔｈａｎｏｌ 　Ｃ３Ｈ８　ｐｒｏｐａｎｅ　→　Ｃ３Ｈ７ＯＨ　ｐｒｏｐａｎｏｌ プロパン　ｐｒｐｐａｎｅ １-プロパノール　１-ｐｒｏｐａｎｏｌ 　プロパノールには，２種類の構造異性体がある。 １-プロパノール　１-ｐｒｏｐａｎｏｌ ２-プロパノール　２-ｐｒｏｐａｎｏｌ 　Ｃ４Ｈ１０　ｂｕｔａｎｅ　→　Ｃ４Ｈ９ＯＨ　ｂｕｔａｎｏｌ ｎ-ブタン　ｎ-ｂｕｔａｎｅ １-ブタノール　１-ｂｕｔａｎｏｌ 　ブタンには２種類の構造異性体がある。 　ブタノールには４種類の構造異性体がある。　 　Ｃ５Ｈ１２　ｐｅｎｔａｎｅ　→　Ｃ５Ｈ１１ＯＨ　ｐｅｎｔａｎｏｌ ｎ-ペンタン　ｎ-ｐｅｎｔａｎｅ １-ペンタノール　１-ｐｅｎｔａｎｏｌ 　ペンタンには３種類の構造異性体がある。 　ペンタノールには８種類の構造異性体がある。

ブタノールやペンタノールの構造異性体を考えてみましょう。ブタノールの構造異性体には，１-ブタノール，２-メチル-１-プロパノール，２-ブタノール，２-メチル-２-プロパノールがあります。また，ペンタノールの構造異性体には，１-ペンタノール，３-メチル-１-ブタノール（イソアミルアルコール），２-メチル-１-ブタノール（活性アミルアルコール），２，２-ジメチル-１-プロパノール，２-ペンタノール，３-メチル-２-ブタノール，３-ペンタノール，２-メチル-２-ブタノールがあります。 　次は，アルコールの性質について考えてみます。

（２）アルコールの性質 ＜Ｎａとの反応＞ 　２Ｒ−ＯＨ　＋　２Ｎａ　→　２Ｒ−ＯＮａ　＋　Ｈ２↑ 　　　　　　　　　　　　　　　　ナトリウムアルコキシド ＜酸化＞ 　　　　　　　　　　酸化　 Ｒ−ＣＨ２−ＯＨ　→　Ｒ−ＣＨＯ 　第一級アルコール　　アルデヒド 　炭素数４の第一級アルコールには，１-ブタノールや２-メチル-１-プロパノールがある。　 １-ブタノール　１-ｂｕｔａｎｏｌ ２-メチル-１-プロパノール ２-ｍｅｔｈｙｌ-１-ｐｒｏｐａｎｏｌ 　ＲＲ’ＣＨ−ＯＨ　　　→　　　ＲＲ’Ｃ＝Ｏ 　第二級アルコール　酸化　ケトン 　炭素数４の第二級アルコールには２-ブタノールがある。 ２-ブタノール ２-ｂｕｔａｎｏｌ 　第三級アルコールは酸化されにくい 　炭素数４の第三級アルコールには２-メチル-２-プロパノールがある。 ２-メチル-２-プロパノール ２-ｍｅｔｈｙｌ-２-ｐｒｏｐａｎｏｌ

アルコールに適当な酸化剤を加えて酸化すると，第一級アルコールはアルデヒドになります。たとえば，エタノールＣＨ３ＣＨ２ＯＨを酸化するとアセトアルデヒドＣＨ３ＣＨＯになります。このアセトアルデヒドをさらに酸化すると酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨになりますが，詳しいことは，アルデヒドのところで説明しましょう。第二級アルコールを酸化すると，ケトンになります。たとえば２-プロパノールＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ３を酸化すると，アセトンＣＨ３ＣＯＣＨ３になります。また，第三級アルコールは酸化されにくいことも覚えておきましょう。 　次はエーテルです。酸素原子に２個の炭化水素基が結合した形の化合物です。

（３）エーテル 　ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ３ ジメチルエーテル ｄｉｍｅｔｙｌ ｅｔｈｅｒ 　ＣＨ３−Ｏ−Ｃ２Ｈ５ エチルメチルエーテル ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ（アルファベットの順） 　Ｃ２Ｈ５−Ｏ−Ｃ２Ｈ５ ジエチルエーテル ｄｉｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ 　エタノールに濃硫酸を加えて約１４０℃で加熱するとジエチルエーテルが生じる 　　　　　　　　Ｈ２ＳＯ４ 　２Ｃ２Ｈ５ＯＨ　→　Ｃ２Ｈ５−Ｏ−Ｃ２Ｈ５　＋　Ｈ２Ｏ　（縮合） 　　　　　　　　１４０℃ 　縮合…２つの分子から水のような簡単な分子がとれて１つの分子ができること。 　Ｃ２Ｈ５−Ｏ−Ｈ　＋　ＨＯ−Ｃ２Ｈ５　→　Ｃ２Ｈ５−Ｏ−Ｃ２Ｈ５　＋　Ｈ２Ｏ 　エタノールに濃硫酸を加えて約１６０℃以上で加熱するとエチレンを生じる 　　　　　　　Ｈ２ＳＯ４ 　Ｃ２Ｈ５ＯＨ　→　Ｃ２Ｈ４　＋　Ｈ２Ｏ　（脱離） 　　　　　　　１６０℃ 　脱離…水などの小さい分子がとれて二重結合を生じる反応 　Ｈ　　　 ＯＨ 　｜　　　｜ 　ＣＨ２−ＣＨ２　→　ＣＨ２＝ＣＨ２　＋　Ｈ２Ｏ

エタノールに濃硫酸を加えて加熱すると，温度によって生成物が違うのです。少しややこしいですが，縮合の方が脱離より低い温度（少ないエネルギー）で起こる，すなわち起こりやすいことを理解しておけば大丈夫だと思います。とくに縮合は，この後何度も出てきます。 　ところで，炭素数の等しいアルコールとエーテルを比較すると，沸点の違いに気がつくと思います。エタノールの沸点は７８℃ですが，ジメチルエーテルの沸点は−２５℃です。この違いを説明できますか。アルコール分子どうしは水素結合で結ばれています。これに対してエーテルは分子の極性が小さいので，分子間の引き合いが小さいのです。 　それでは，今日の学習内容の確認です。 １．アルコールに共通する官能基は何ですか？→ヒドロキシ基（−ＯＨ） ２．アルコールは，分子量の似た炭化水素に比べて融点や沸点は高いですか，低いですか？→高い ３．アルコールがナトリウムＮａと反応すると，何ができますか？→ナトリウムアルコキシド（ナトリウムアルコラート）と水素 ４．第一級アルコールを酸化すると，何ができますか？→アルデヒド ５．第二級アルコールを酸化すると，何ができますか？→ケトン ６．エタノールに濃硫酸を加え，約１４０℃で加熱すると，何ができますか？→ジエチルエーテル ７．エタノールに濃硫酸を加え，約１６０℃以上で加熱すると，何ができますか？→エチレン