下記の問題の解答がわかる方教えてください。

・1,8-ビス(ジメチルアミノ)ナフタレンは塩基性が強く、容易にプロトンを取り込み、プロトンスポンジと呼ばれている。このような性質をもつ理由を説明せよ。

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A 回答 (3件)

 


 テストが明日とのことで,かえって混乱させるかも知れませんが,気になったので少し補足します。

 お書きの様に「1,8-ビス(ジメチルアミノ)ナフタレン は塩基性が強く、容易にプロトンを取り込み」ます。実際,「化学辞典」や「理化学辞典」には pKa = 12.34 と書かれています。

 この強い塩基性は plo_olq さんがお書きの効果だけでは説明できないものです。

 1,8-ビス(ジメチルアミノ)ナフタレンは窒素原子が平衡に並び,一方の窒素原子のロ-ンペア-は他方の窒素原子の方を向いています。そのため,通常の状態では一方の窒素原子のロ-ンペア-の電子と他方の窒素原子上の電子の間の反発が存在します。

 ここにプロトンを取り込んだ場合,このプロトンは問題のロ-ンペア-の電子にくっつきます。これによって上記の反発が緩和されます。もちろん,この水素原子は他方の窒素原子のロ-ンペア-と水素結合を形成して安定化されます。

 このように,1,8-ビス(ジメチルアミノ)ナフタレンはフリ-の状態が不安定であり,プロトン化された状態が安定であるため,塩基性が強く容易にプロトンを取り込みます。
 
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>rei00さん



補足ありがとうございます。
いや、、、レポートだったら、自分で調べる楽しみがなくなるなと
思いまして・・・

そういや、ナフタレン骨格を使った超原子価化合物を研究しているのを
見たことがあります。
あれも、なかなか面白そうでした。
興味があれば、探してみてくださいね。
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この分子の立体構造をお考えになられましたか?


ナフタレンの1位と8位にN,N’-ジメチルアミノ基がついているんですよね。

この位置って、かなり立体的に込み合いそうな位置ではありませんか?
そうなるとどうなるでしょうか。
もし、これが1つしか置換基が付いていないのでしたら、
Nのlone-pairはナフタレンのπ軌道に繋がるように、ナフタレン平面の垂直方向に伸びるでしょう。
しかし、この場合、もう一つのアミノ基とメチル基同士がぶつかります。

・・・もう分かりましたよね。
テストでしょうか?レポートでしょうか。
同様の効果をによって、平面的な構造図での予想と異なる化合物はたくさんあります。
本の2次元なイメージに惑わされないようにしましょう。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
・・・・テストです。明日のテストにでるかもしれなくて・・・
助かりました。

お礼日時:2001/07/27 16:13

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教科書・参考書等ではアミノ酸がプロトン化・脱プロトン化した時の構造の例として中性のアミノ酸を用いた例を載せている事は多いのですが、酸性アミノ酸や塩基性アミノ酸の例を見た事がありません。

例えば酸性アミノ酸のアスパラギン酸がプロトン化、又は脱プロトン化した時の構造は以下のものであっているでしょうか??初歩的な事だと思うのですが、正しいのか自信が無いので確認していただきたいです。お願いします。


       CH2COOH
    (+)|
   H3N-C-COOH  (pH < pI)
       |
       H

       ↓↑

       CH2COO(-)
    (+)|
   H3N-C-COO(-)(pH = pI)
       |
       H

       ↓↑

       CH2COO(-)
       |
   H2N-C-COO(-)(pH > pI)
       |
       H

Aベストアンサー

> 酸性アミノ酸や塩基性アミノ酸の例を見た事がありません。

 先ほど図書館へ行ったついでに見てみましたが,「ハーパー 生化学」や「レーニンジャー 生化学」にはアスパラギン酸,グルタミン酸,ヒスチジン等の例も出ていました。図書館ででも探してみて下さい。

> 例えば酸性アミノ酸のアスパラギン酸がプロトン化、又は脱プロトン化した時の構造は以下のものであっているでしょうか??

 お書きのものが違っているのは #1 さんが回答されている通りです。で,どうなるかと言うと・・・・

       CH2COOH
    (+)|
   H3N-C-COOH (I)
       |
       H

       ↓↑ pK1 = 1.88

       CH2COO(-)
    (+)|
   H3N-C-COOH (II)
       |
       H

       ↓↑ pK2 = 3.65

       CH2COO(-)
    (+)|
   H3N-C-COO(-) (III)
       |
       H

       ↓↑ pK3 = 9.60

       CH2COO(-)
       |
   H2N-C-COO(-) (IV)
       |
       H

 ここで,等電点は(I)と(III)が等量存在する状態(II だけが存在する訳ではありません)で,pI は pK1 と pK2 の中間になります。実際,アスパラギン酸の場合,pI = 2.77 だそうです。

  pI = (pK1 + pK2)/2

> 酸性アミノ酸や塩基性アミノ酸の例を見た事がありません。

 先ほど図書館へ行ったついでに見てみましたが,「ハーパー 生化学」や「レーニンジャー 生化学」にはアスパラギン酸,グルタミン酸,ヒスチジン等の例も出ていました。図書館ででも探してみて下さい。

> 例えば酸性アミノ酸のアスパラギン酸がプロトン化、又は脱プロトン化した時の構造は以下のものであっているでしょうか??

 お書きのものが違っているのは #1 さんが回答されている通りです。で,どうなるかと言うと・・・・

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Q塩化ナトリウムとナフタレンの混合物の中からナフタレンを取り出す

はじめまして、お世話になります。

化学の問題集で
「塩化ナトリウムとナフタレンの混合物の中からナフタレンを取り出す」という問題で答えは「昇華」でした。

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とにかく化学的知識の皆無な私でしてTT
よろしくお願い致します。

それとどういう性質の物質同士が混合している場合は分留で(ナフサの分留)昇華なのか教えて頂けると嬉しいです。

ナフサは有機同士…塩化とナフタレンは金属と有機だからかな?(違っ

Aベストアンサー

分留は「液体と液体の混合物を沸点の違いによって分ける」ときに使われる方法です。
例えば、メタノールの沸点は65℃、水の沸点は100℃ですから、この混合物を徐々に加熱して
いくと、65℃になったあたりでメタノールが留出してきます。
これを冷やして凝縮させると濃度の高いメタノールが得られます。
ナフサはガソリンの一種ですから、分留が適しています。

ご質問は両方とも固体ですから、分留は適用できません。
(ナフタレンの融点は81℃、沸点は217℃。塩化ナトリウムの融点は800℃、沸点は1440℃)

正解は「昇華」ということですか。
しかしこれもかなり根気の要ることですね。
ナフタレンは昇華するというのは常識ですが、その蒸気圧はかなり低いです。
http://www.uprise-system.co.jp/VaporPressureQ7.html#VQ75_C10H8

60℃になっても2.3mmHgの蒸気圧しかありません。
これは空気中に0.068%で平衡するということです。
かなり時間がかかるでしょう。
またロスを少なくするためには、冷却温度もかなり低くする必要があると思います。

参考URL:http://www.uprise-system.co.jp/VaporPressureQ7.html#VQ75_C10H8

分留は「液体と液体の混合物を沸点の違いによって分ける」ときに使われる方法です。
例えば、メタノールの沸点は65℃、水の沸点は100℃ですから、この混合物を徐々に加熱して
いくと、65℃になったあたりでメタノールが留出してきます。
これを冷やして凝縮させると濃度の高いメタノールが得られます。
ナフサはガソリンの一種ですから、分留が適しています。

ご質問は両方とも固体ですから、分留は適用できません。
(ナフタレンの融点は81℃、沸点は217℃。塩化ナトリウムの融点は800℃、沸点は1440℃)

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Qプロトン性、非プロトン性溶媒

プロトン性、非プロトン性溶媒におけるハロゲン化イオンの求核性

プロトン性溶媒中では
  I‐>Br‐>Cl‐>F‐

に対し、非プロトン性溶媒中では逆になるのは何故ですか?

教えてください。

Aベストアンサー

理論的に考察した訳ではありませんが、
> I‐>Br‐>Cl‐>F‐
というのは分極性(polarizability)の小→大、言い換えるとSoft→Hardの順ですね。また水素結合性の弱→強の順でもあります。つまりこれらのハロゲン化物イオンの回りをどれだけのプロトン性溶媒が取り囲んでいるかの目安です。実質的に溶媒和されたイオンのサイズは小→大になるはずで、親電子中心には近付きにくくなるはずです。

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非プロトン性溶媒(DMF,HMPAなど)はいずれもイオン性化合物を溶かし、カチオンによく溶媒和する。ちょうど、プロトン性溶媒がカチオンに溶媒和するのと同じように、カチオンのまわりに負の末端がきて、カチオンの空の軌道にその非共有電子対を供与する。
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とソロモンの新有機化学に書いてあるのですが、

なぜ、「非プロトン性溶媒は、カチオンによく溶媒和する。」のでしょうか。
また、「がカチオンに溶媒和するのと同じように、カチオンのまわりに負の末端がきて、カチオンの空の軌道にその非共有電子対を供与する」とはどういう意味でしょうか。
また、なぜ水素結合ができないことは、非プロトン性溶媒がアニオンに全く溶媒和できないことにつんがるのでしょうか。

お願いします。

Aベストアンサー

>なぜ、「非プロトン性溶媒は、カチオンによく溶媒和する。」のでしょうか。
「ちょうど、プロトン性溶媒がカチオンに溶媒和するのと同じように、カチオンのまわりに負の末端がきて、カチオンの空の軌道にその非共有電子対を供与する。」と説明されているんじゃないですか?

>また、「がカチオンに溶媒和するのと同じように、カチオンのまわりに負の末端がきて、カチオンの空の軌道にその非共有電子対を供与する」
???教科書の記述を確認して下さい。DMFやDMSOの酸素原子の孤立電子対が、カチオンの空軌道に配位する旨のことが書いてあるはずですけど。

>なぜ水素結合ができないことは、非プロトン性溶媒がアニオンに全く溶媒和できないことにつんがるのでしょうか。
溶媒和が起こりにくければ溶けにくいというのは一般的に言えることだと思いますけど。

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2、4-ペンタンジオンとアセトンをそれぞれ適当な塩基で処理すると、共役塩基A、Bが生成されるが、Bの方がAよりも塩基性度が高い理由について教えて下さい。

Aベストアンサー

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