クエリ: 1828年にドイツの化学者ウェーラーが、シアン酸アンモニウムから合成することに成功した、肥料や保湿クリームに使われる有機化合物は何?
文章: 尿素 尿素は、人間の手によって初めて無機化合物のみから合成された有機化合物として、有機化学の歴史上非常に重要な化合物である。 フリードリヒ・ヴェーラーは1828年にその合成に成功した。彼は、シアン酸アンモニウムの水溶液を加熱して尿素が生成することを確認した。この合成法はヴェーラー合成と呼ばれている。その当時の化学では、有機化合物は生物にしか作り出すことができないという考え(生気論)が正当とされてきたが、ヴェーラーの実験結果はそれをくつがえすもののひとつとなった(ただし、尿素は炭酸のアミドに相当し、炭酸は通常有機化合物に含まれない。このため尿素を真に有機化合物と呼んでよいかは議論がある)。
文章: ジフェニルエーテル ジフェニルエーテルとその特性は1901年に初めて報告されている 。このエーテルは、塩基と触媒の銅の存在下、ナトリウムフェノキシドとブロモベンゼンとの反応によって作られる。 文章: リン 用途としては、化学肥料の原料として使われるものがもっとも大きい。近年では、過リン酸石灰の生産が落ち込んでいるのに加え、従来の重過リン酸石灰の生産量は減少し、代わりにリン酸アンモニウム肥料がその重要性を増している。リン酸は金属の表面加工や工業用触媒に用いられるほか、食品添加物としてコーラなどにも少量添加されている。 代表的なリン酸の関連化合物の用途については、農薬や殺虫剤としての利用も多く、化学兵器として研究されるほど強力な毒性を持った製品も開発されたが、その多くは使用が中止されている。現在はリン酸エステル系の殺虫剤が主力になっている。 同じくリン酸化合物であるリン酸ナトリウム水溶液は強塩基性を示すため、単独で金属の洗浄剤として使われるほか、次亜塩素酸と混合することで強力な洗剤となるため、三リン酸ナトリウムは洗剤として広く利用されていたが、排水に高濃度のリンが含まれるために微生物の異常な繁殖の原因となり、赤潮などの公害を引き起こした。それゆえ、環境への配慮から日本国内での使用はほとんどなくなってきている。リン酸水素カルシウムは研磨剤として歯磨きなどに含まれ、フッ素を含む歯磨きには二リン酸カルシウムなど、口腔衛生に関わる場面でもリン酸化合物が数多く配合されている。 文章: グルコース グルコースはドイツ帝国の化学者、アンドレアス・マルクグラーフ(英語版)によって1747年に干し葡萄(レーズン)から初めて単離された。グルコースは多くの生物の基本的必需品であるため、その化学組成と構造の正しい理解は、有機化学の一般的進歩に大きく寄与した。この理解の大部分はドイツ帝国の化学者エミール・フィッシャーの研究の結果である。フィッシャーは糖の研究によって、1902年のノーベル化学賞を授与された。グルコースの合成によって有機物質の構造が確立し、その結果としてヤコブス・ヘンリクス・ファント・ホッフの化学反応速度論と、炭素を含む分子における化学結合の配置の理論で、最初の決定的な検証となった。1891年から1894年、フィッシャーは全ての既知の糖の立体化学的配置を証明し、ファント・ホッフの不斉炭素原子の理論を適用することで、可能な異性体を正確に予測した。 文章: 有機鉛化合物 有機鉛化合物(ゆうきなまりかごうぶつ)は炭素と鉛の化学結合を含む化学物質である。最初の有機鉛化合物は1852年にドイツの化学者カール・レーヴィヒ (Carl Lwig) によってPb/Na合金とヨードエタンから合成されたヘキサエチル二鉛 (CH3CH2)3PbPb(CH2CH3)3である。これは当初テトラエチル鉛であると考えられていたが、後に訂正された。 鉛は炭素と同じ第14族元素であり、原子価は4である。第14族(炭素族)元素のC-X結合(X = C, Si, Sn, Pb)は周期表を下るにつれて長く、弱くなる。例えばテトラメチル鉛のC-Pb結合は222 pmで、その結合解離エネルギーは204 kcal/mol (854 kJ/mol) である。対して、テトラメチルスズのC-Sn結合は長さ214 pm、解離エネルギー297 kcal/mol (1240 kJ/mol) である。 これまで知られている中で最も重要な有機鉛化合物は、アンチノッキング剤として使われたテトラエチル鉛である。鉛の誘導体を得る際には酢酸鉛(IV) や塩化鉛が繁用される。 その毒性のため有機鉛化合物の使用には制限を受けるが、毒性はパラジウム化合物の10パーセントに過ぎないといわれている。 文章: オキサミド オキサミド(Oxamide)は、化学式 H2NCOCO2H の有機化合物である。白色の固体で、エタノールに溶け、水にはわずかに溶け、ジエチルエーテルには溶けない。大気圧条件下において350°Cまで加熱するとジシアンと水に分解する。オキサミドはシュウ酸のアミドであり、シュウ酸アンモニウムの加熱により合成される。 文章: シアン化ナトリウム シアン化ナトリウム(シアンかナトリウム、sodium cyanide)、あるいは青酸ナトリウム(せいさんナトリウム)は青酸ソーダ(せいさんソーダ)、青化ソーダとも呼ばれ、工業的に最も主要なシアン化アルカリである。 文章: 硝酸アンモニウム 硝酸アンモニウム(しょうさんアンモニウム、英: ammonium nitrate)は、化学式NH4NO3で表される化合物であり、アンモニウムおよび硝酸塩のイオンから成っている白い結晶の固体である。硝安とも。 水和物を形作らないが、固体として吸湿性で非常に水溶性である。主に高窒素肥料として農業で使用されている。世界の生産量は、2017年に21.6百万トンと推定された。 その他の主な用途は、鉱業、採石、土木建設で使用される爆発性混合物の成分として使用される。ANFOの主要な構成要素であり、北米で使用される爆発物の80%を占める普及した産業用爆発物である。同じような調合はIEDで使用されてきた。 多くの国は誤用の可能性に対する懸念から、消費者向け用途での使用を段階的に廃止している。20世紀初頭以来、偶然による硝酸アンモニウムの爆発のために何千人もの人々が命を落としてきた。 文章: クプラート 一価の銅塩 CuX に対して1当量の有機金属化合物 RM を反応させるとトランスメタル化により、有機銅化合物 RCu が得られる。しかし、この有機銅化合物は多くの場合、溶媒への溶解性が低く、反応性も乏しいため、単独では有機合成にはあまり用いられない。 この有機銅化合物に対して、さらにもう1当量の有機金属化合物を反応させるとルイス塩基であるアルキル基が銅に配位してアート錯体 MR2Cu が得られる。この化合物は RCu に比べて熱安定性も良く、特異な反応性を示すために有機合成に試薬としてしばしば用いられる。代表的なものとしてはハロゲン化銅と2当量のアルキルリチウムから調製されるギルマン試薬 LiR2Cu がある。 シアン化銅(I)ではシアン化物イオンの配位力が強いため、1当量の有機金属化合物 RM を反応させるだけでアート錯体 MRCu(CN) が生成する。また、シアン化銅(I)に2当量の有機金属試薬を加えて調製される M2R2Cu(CN) は高次クプラート、あるいは報告者の名前をとってリプシュッツクプラート (Lipshutz cuprate) と呼ばれている。 文章: バイヤー試薬 バイヤー試薬は有機化学の定性試験において、不飽和結合を検出するために用いられる試薬。ドイツの化学者アドルフ・フォン・バイヤーにちなんで名づけられた。 バイヤー試薬は冷-過マンガン酸カリウム水溶液であり、 酸化剤として酸化還元反応により分子内の二重結合及び三重結合にヒドロキシ基を付加し、ジオールを生成する。ただし、過マンガン酸イオンの酸化力は液性により異なるので生成物も液性に依存する。この反応により過マンガン酸イオンの赤紫色が消失し、酸化マンガン(II)の黒褐色沈殿が生ずる。この反応におけるヒドロキシ基の付加は同側のため、syn付加であり、アルデヒドやギ酸、ギ酸エステルに対しても陽性反応を示す。 文章: ムレキシド ムレキシド(Murexide)は、プルプル酸のアンモニウム塩である。プルプル酸アンモニウム、アンモニウムプルプラートとも。気体アンモニア中でアロキサンチンを100°C以上に加熱するか、酸化水銀中で5-アミノバルビツール酸を加熱することによって生成する。ウォルター・ハートリーは、吸収スペクトルで調べた時に十分に純粋なムレキシドを得ることが難しいことを見出し、ムレキシドの新しい生成法を開発した。この方法では、アロキサンチンを沸騰した大量の無水アルコールに溶解させ、乾燥した気体アンモニアを溶液中に約3時間通す。この溶液から沈殿物を濾し取り、無水アルコールで洗って乾燥させる。この方法で得られた塩は、無水状態である。また、アルコール性アンモニア中で約75°Cでアロキサンを昇華することによっても得られる。形成された紫色の固体は水に容易に溶け、この溶液は、ムレキシドの溶液と区別が付かなくなる。 乾燥状態のムレキシドの外観は赤紫色の粉末で、若干水に溶ける。溶液の色は、強い酸性では黄色、弱い酸性では赤紫色、アルカリ性では青紫色である。カルシウム滴定のpHは、11.3である。 ドイツのユストゥス・フォン・リービッヒとフリードリヒ・ヴェーラーは、1830年代にヘビの排泄物から紫色の物質であるムレキシドを発見していたが、非常に含有量が少なく、これを染料に用いる方法は、当時は確立されなかった。1850年代、パリのDepoully等のフランスの染色業者は、南アメリカの糞の堆積物から大量のムレキシドを抽出し、これを用いて天然の繊維を染色することに成功した。その後、この方法は、イギリス、フランス、ドイツに広がった。 分析化学においては、ムレキシドは、錯滴定指示薬として用いられている。カルシウムイオンに対して最も多く用いられるが、銅、ニッケル、コバルト、トリウムや希土類元素に対しても用いられる。この目的に用いる量が少なくて済むことから、しばしば1:250の硫酸カリウム混合物として用いられる。 ムレキシドは、カルシウムや希土類金属の測定のための比色分析試薬としても用いられる。カルシウムに対しては、必要なpHは11.3で、0.2から1.2 ppmの範囲で検出できる。極大吸収波長は、506 nmである。 ムレキシドとメチルレッドは、有機塩素化合物汚染物質に対する音響破壊の促進剤としての利用も期待されている。 文章: 1,3,2,4-ジチアジホスフェタン 2,4-ジスルフィド ドイツの特許に、1,3,2,4-ジチアジホスフェタン 2,4-ジスルフィドとジアルキルシアナミドの反応による P-N=C-N=C-S- 6員環を含む構造の植物保護剤の製造がある。Fc2P2S4 およびローソン試薬とジメチルシアナミドの反応は、実際には上記の化合物のみでなく、いくつかの含リン化合物の混合物を与えることが示されている。反応混合物中のジメチルシアナミドの濃度により、他種の6員環化合物 (P-N=C-S-C=N-) または非環式化合物 (FcP(S)(NR2)(NCS)) のいずれかが主生成物として得られる。加えて、痕跡量の副生物も生成する。6員環化合物 (P-N=C-S-C=N-) が植物保護剤として働く可能性は低く、むしろ FcP(S)(NR2)(NCS) が昆虫に対する神経毒として作用していると考えられている。 文章: 亜ジチオン酸 ナトリウム塩にあたる亜ジチオン酸ナトリウム(別名: ナトリウムハイドロサルファイト)は、還元剤、漂白剤として利用される無色の粉末である。ニトロ基をアミノ基に還元する有機反応にも用いられる。 文章: シアン酸アンモニウム シアン酸アンモニウムは、無機化合物である。 文章: ボイランド・シムズ酸化 ボイランド・シムズ酸化(さんか、Boyland-Sims oxidation)は、有機化学における合成反応のひとつで、アニリン類に過硫酸カリウム (K2S2O8) を作用させてベンゼン環上にヒドロキシ基を導入する酸化反応である。 オルト酸化体が優先的に生成する。基質の種類によっては少量のパラ体も副生する。 同様の条件でフェノール類をヒドロキシ化する反応も知られ、エルブス過硫酸酸化 (Elbs persulfate oxidation) と呼ばれる。その反応ではフェノールのパラ位が優先的に酸化される。 文章: 天然物化学 もともと有機化学は生物のみが産生することができるとされていた物質を扱う化学の一分野であったので有機化学=天然物化学であった。しかし、19世紀前半にフリードリヒ・ヴェーラーやヘルマン・コルベによって生物体内で無くとも有機化合物を合成することが可能であることが示された。また天然には存在しない有機化合物も合成されるようになり、有機化学は炭素化合物を扱う化学の分野に拡張され、その中の一分野として生物が産生する物質を扱う分野として天然物化学が確立した。 有機化合物が合成できることが明らかになると、生物から得られる高価な染料や医薬、香料といったものを合成により供給するための研究が天然物化学の主要なテーマとして中心行なわれるようになった。一例としてはウィリアム・ヘンリー・パーキンがキニーネの合成を試みて、その際に合成染料のモーブを発見したことが挙げられる。この時代はまだ有機化合物の構造論が確立していなかったため、目的物質の組成式や分解物のみから合成手法を検討していた。 フリードリヒ・ケクレ、ヤコブス・ヘンリクス・ファント・ホッフやジョセフ・ル・ベルらにより19世紀後半に有機化合物の構造化学が確立してくると有機化合物の構造を決定するのも天然物化学の研究として行なわれるようになってくる。当時は構造決定するための手段は既知の物質と物性データを比較する以外にはなかったため、単離された天然物を分解反応等により既知の物質へと変換し、その結果から天然物の構造の一部を推定し、それらを組み合わせることで構造を推定していた。そして推定された構造を確認するために、容易に入手できる構造が既知の物質からその構造の物質を合成し、同一物質が生成することを確認するのも天然物化学の研究として行なわれるようになった。これを全合成と呼ぶ。