C6H5-C(CH3)3の酸化はなぜ不可能なのか、と疑問に思いました

質問

C6H5-C(CH3)3の酸化についての質問です。
C6H5-C(CH3)3は第四級炭素だから酸化されないというのですが、超高圧にし、酸化剤を大量投入したら、側鎖のメチル基や中心の四級炭素が酸化されたりしないだろうか、という疑問を抱きました。
あるサイトで聞いたところ、「メタノールからメタン酸の流れって、メタノール→ジヒドロキシメタン→メタナール→メタン酸です。という事は、C6H5-C(CH3)3はまず無理です。」
という回答をいただきました。しかし、私にはこの反応が私の疑問の答えにどう関係があるのか分かりません。電子のひきつけられやすさとかが関係してくるのだろうとは思うのですが、よくわかりません。この回答と違った説明でももちろん良いので、詳しく、細かく、説明していただけるとありがたいです。よろしくお願いします。

回答No.5

noname#62864

「C6H5-C(CH3)3の酸化はなぜ不可能なのか」とのことですが、別に不可能ではありません。極端な話、火をつければ完全に酸化されて二酸化炭素になります。条件を制御すれば、もっと穏やかな酸化も可能です。

たとえば、酸化というのを酸素との反応と限定しなければ、教科書に出ているような反応で酸化が行えます。
炭化水素を光の照射下あるいは高温で塩素と処理すれば水素が塩素で置き換わります。これは炭素が酸化されたことになります。これと同様のことが-C(CH3)3でも起こります。おそらく条件次第では酸素で置換することも可能だと思います。具体例は知りませんが。
そして、酸化されたメチル基を起点にt-ブチル基を崩して行けば、中心の炭素を酸化することは可能です。もちろんトルエンやエチルベンゼンほど簡単には進みませんが。

「メタノールからメタン酸の流れって、メタノール→ジヒドロキシメタン→メタナール→メタン酸です。という事は、C6H5-C(CH3)3はまず無理です。」という考えは無意味に近いです。つまり、前半と後半の結びつきに必然性、あるいは論理的なつながりがありません。
メタンを塩素化すればクロロホルムを作ることができます。それをメタン酸（ギ酸）に変換することは可能です。

お礼

更新遅れてすみませんでした。w-palaceさんありがとうございます。できれば、反応進行後にできる可能性がある生成物が何かを教えていただけたらありがたいです。

回答No.4

kougetsu

活性化とは反応が進行しやすいように不安定化することです。
例を挙げると、ベンジル位のC-H結合はベンゼン環の電子効果によって活性化されているので反応性が高くなっています。

お礼

なるほど！ありがとうございます。なんども申し訳ないんですが、C－C結合を活性化させたり、反応できるくらいにする「条件」とは、たとえばどのようなものがありますか？現実では不可能な条件でもいいので、ぜひ教えて下さい!また、その場合C6H5-COOHや、C6H5-C(CH3)2COOHやC6H5-C(CH3)(COOH)2ができる可能性もあるのですか?

回答No.3

kougetsu

補足です。
何故ベンジル位の酸化にC-H結合が必要なのかということですが、C-C結合はC-H結合よりも安定で反応しにくいからです。
なお、活性化されていないC-C結合を反応させるような過酷な条件では全てのC-C結合が反応し得るので選択的な反応は難しいでしょう。

お礼

詳しい回答、本当にありがとうございます!初歩的な質問かもしれませんが、活性化とは何ですか?

回答No.2

kougetsu

ベンジル位の炭素は普通KMnO4などでカルボン酸まで酸化されるが、C6H5-C(CH3)3のようなベンジル位が第四級炭素の場合は酸化されない理由ということで良いのでしょうか。

このKMnO4によるベンジル位の酸化には最低でも一つのC-H結合が残っている必要があります。KMnO4によるカルボン酸への酸化機構は複雑なステップを踏むと考えられ、詳細な反応機構は解明されていません。
経験的にベンジル位が第四級炭素の場合は酸化されなかったため、反応が進行するのにはC-H結合が必要であると分かっています。おそらく C-H が C-OH に酸化されることによって反応が進行するのだと考えられます。

あるサイトの答えについてですが、意味することを推測するに、最低でも一つのC-H結合が残っている必要があることについての言及だと思います。

「超高圧にし、酸化剤を大量投入したら、側鎖のメチル基や中心の四級炭素が酸化されたりしないだろうか」とのことですが、ベンジル位でない側鎖のメチル基やベンジル位であっても第四級炭素は、まず実現可能な反応条件では酸化されないと思います。
理論上は非常に過酷な条件にすれば酸化されるかもしれませんが、ベンゼン環の酸化や基質の分解など副反応が起こる可能性が高く目的とする酸化物を得られるとは限らないと思います。

回答No.1

noname#48539

KMnO4で酸化すると、C6H5-COOHになる。

お礼

回答ありがとうございます。しかし、ベンゼン環に直接結合しているCに対して、水素ががついていないと酸化できないと聞いたのですが・・