問100-100 解説





問100
水酸基を有する
医薬品 X のデータは以下の通りである。
次の記述のうち正しいのはどれか。
2つ選べ。


分子量: 200
300nm におけるモル吸光係数: 20,000
比旋光度[α]20 D :-30° ~-33°

1 医薬品 X  の 300nm における
比吸光度 E  1%1cm  は
1,000 である。

2 医薬品 X の1.0× 10 -6 mol/L 溶液の
旋光度を層長100 mm のセルを用いて測定すると
- 3.0° ~- 3.3° となる。

3 医薬品 X の赤外吸収スペクトルにおいて
水酸基の伸縮振動スペクトルの波数は
測定溶媒との水素結合形成により
減少する。

4 医薬品 X の結晶を作成し
X 線(波長 1.54Å (0.154nm))を照射した。
このとき、回折角 2θ が 60° の
回折点由来の面間隔は0.89Åである。
ただし、,/3 = 1.73 とする。



選択肢 1 は、正しい選択肢です。

比吸光度は
100mL に、1g を溶かした時の吸光度です。

一方、モル吸光係数は、1mol/L の時の吸光度です。
1mol = 200g なので、200g/L の時の吸光度が、20,000 です。


比吸光度との比較を簡単にするために
モル吸光係数における「 /L 」 の部分を、「 /100mL 」 にしてみると
200g/L 
= 20g/100mL です。
この時の吸光度が 20,000 です。


すると、1g/100mL の時の吸光度は
溶けている物質が1/20 なので、吸光度も1/20 です。
つまり、20000 × 1/20 = 1,000 となります。



選択肢 2 は旋光度が問われていますが、問題文で比旋光度が与えられているため、
比旋光度と旋光度をつなぐ、以下の式を使います。


[α]:比旋光度
α:旋光度(実測)[°]
l:試料セルの長さ[mm]
c:溶液の濃度[g/mL]

上式に適当な値を代入してαについて解けばよいのですが、
単位に気をつけながら計算してください。

cについては、分子量200、濃度1.0×10-6 [mol/L] より、次のように計算できます。


よって、旋光度は以下の2つの式より、



となるので、旋光度は-3.0° ~-3.3° ではありません。

よって、選択肢 2 は誤りです。



選択肢 3 は、正しい選択肢です。

測定溶媒との水素結合
→自由に振動していたものに
水素結合というしばりがつくようなイメージなので
振動が弱くなる
→振動のエネルギーが低くなる
→吸収する赤外線の持つエネルギーも、低くなる
→波数(/cm)で言うと、低くなる。 という流れです。



選択肢 4 ですが
ブラッグの式 2d sin θ = n λ より
d = n λ / 2 sin θ です。

θ = 30 ° なので、sin θ = 1/2 です。

よって、 d = n × (1.54Å) となります。
※ n は、整数。

従って、0.89Å では、ありません。


よって、選択肢 4 は誤りです。



以上より、正解は 1,3 です。