Beckmann転位とナイロン6 平成25年度 問4 有機化学及び燃料

次の記述の、【 】に入る語句の組合せとして最も適切なものはどれか。

 有用なケトンであるシクロヘキサノンは、水素化ホウ素ナトリウムと反応して【 A 】に、また、【 B 】で処理してアジピン酸(ヘキサン二酸)へと容易に変換できる。また、ヒドロキシルアミンとシクロヘキサノンの脱水縮合で得られる【 C 】化合物は、【 D 】転位反応を経由して、ポリアミド6(ナイロン6)の原料である【 E 】を与えることが知られている。

ABCDE
シクロヘキサノール二酸化マンガンオキシムBeckmann (ベックマン)ε-カプロラクタム
シクロヘキセノール過マンガン酸カリウムヒドラゾンBeckmann (ベックマン)ε-カプロラクトン
シクロヘキサノール過マンガン酸カリウムオキシムBeckmann (ベックマン)ε-カプロラクタム
シクロヘキセノール過マンガン酸カリウムヒドラゾンClaisen (クライゼン)ε-カプロラクトン
シクロヘキセノール二酸化マンガンヒドラゾンClaisen (クライゼン)ε-カプロラクタム
正答
③ シクロヘキサノール / 過マンガン酸カリウム / オキシム / Beckmann
(ベックマン) / ε-カプロラクタム

(A)に関わる水素化ホウ素ナトリウムは強力な還元剤です。シクロヘキサノンは還元され、シクロヘキサノールになります。

(B)に入る過マンガン酸カリウムは強力な酸化剤として知られています。二酸化マンガンは穏やかな酸化剤として使われます。シクロヘキサノンは過マンガン酸カリウムなどの強力な酸化剤によってアジピン酸に酸化されます。

(C)のオキシムを生成する脱水縮合は、ヒドロキシルアミン(NH2OH)の窒素原子がシクロヘキサノンのカルボニル炭素を求核攻撃し、中間体から水分子が脱離してC=N二重結合が形成される反応です。

シクロヘキサノンオキシムの構造

(D)のシクロヘキサノンオキシムのベックマン転位反応は、ε-カプロラクタムという重要な環状アミドの合成に用いられる重要な工業的プロセスです。シクロヘキサノンオキシムは酸触媒によるベックマン転位反応を経てオキシム基(C=N-OH)が環状アミドに変換されます。

生成物であるε-カプロラクタムは、ナイロン6の原料として知られています(E)。

技術士(化学部門)一次試験の要点まとめ

有機化学・高分子化学・燃料と石油精製など専門科目の忘れやすい点を、メモ形式でまとめたnote記事(有料)です。

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