学生時代に思い浮かんだ素朴な疑問。
「二酸化炭素のC=Oの部分はカルボニル基ではないのか?」に関する質問をChatGPTにしてみた。
「二酸化炭素はカルボニル基を持っていると言うことができるでしょうか?
それならば、二酸化炭素のカルボニル基を次の三つの方法を用いて除去し、温室効果問題の解決が可能になると思いますか?
カルボニル基の除去する3つの方法
1.チオアセタールの脱硫黄・水素化
2.Wolff-Kishner 還元
3.Clemmensen還元」
二酸化炭素にはカルボニル基を持っているとは言えません。カルボニル基は、炭素原子と酸素原子が二重結合で結合した構造を持ち、一般式がR-C=Oと表されます。二酸化炭素は、炭素原子と酸素原子が二重結合で結合し、構造式がO=C=Oと表されます。そのため、二酸化炭素にはカルボニル基は存在しません。
したがって、二酸化炭素の温室効果を減少させるために、カルボニル基を除去する方法は適切ではありません。代わりに、二酸化炭素の排出を減らすことが重要です。具体的には、再生可能エネルギーの利用、省エネルギーの推進、二酸化炭素の地中貯留などが考えられます。また、植物の生長による二酸化炭素の吸収や、人工的に二酸化炭素を吸収する技術の開発なども研究されています。
次の質問
「二酸化炭素をWolff-Kishner還元またはClemmensen還元できますか?」
二酸化炭素は、Wolff-Kishner還元やClemmensen還元では還元されません。これらの還元反応は、カルボキシル基(COOH)やカルボニル基(C=O)を還元するために用いられますが、二酸化炭素にはこれらの官能基が存在しません。
Wolff-Kishner還元は、カルボキシル基を還元する方法であり、カルボキシル基をヒドラジンと反応させた後、熱と強塩基(通常はNaOH)を加えることでアルカンに還元されます。Clemmensen還元は、カルボニル基を還元する方法であり、金属水銀と塩酸を用いた還元反応であり、アルデヒドまたはケトンがアルカンに還元されます。
二酸化炭素は、化学的に安定な分子であり、還元されにくいため、上記の方法で還元することはできません。二酸化炭素を化学反応で変換することは困難であり、代わりに物理的な手法(例:吸収や分離)が用いられます。
有機工業化学2という選択科目の試験が「自分の好きなテーマで自由に論述する」というものであった。
この科目の講義を担当するのは悪名高きT教授であった。
この試験ではP=C基を持つ化合物を使って二酸化炭素を除去できるのではないか?と思ってあーだこーだぬかしていろいろ書いた覚えがあった。
しかし、次の質問をChatGPTにしてみて、とんでもない間違いをしていたことに気付かされた。
「P=C=基をもつ化合物は?」
P=C=基を持つ化合物としては、以下のようなものがあります。
ジフェニルホスフィン:P(C6H5)2
トリフェニルホスフィン:P(C6H5)3
トリフェニルホスフィンオキシド:P(C6H5)3=O
トリフェニルホスフィンチオニウム:P(C6H5)3+X-
ジメチルアミノホスフィン:P(N(CH3)2)2
ジメチルアミノホスフィンオキシド:P(N(CH3)2)2=O
ジメチルアミノホスフィンチオニウム:P(N(CH3)2)2+X-
これらの化合物には、P=C=基が含まれており、それぞれ異なる化学的性質を示します。これらの化合物は、触媒、配位子、反応剤などとして広く使用されています。
「上記の化合物を用いて二酸化炭素を除去できないか?」
除去することはできません。P=C=基を持つ化合物は、通常、触媒、配位子、反応剤などとして用いられ、二酸化炭素を除去するための特別な能力を持っていません。二酸化炭素の除去には、別の方法が必要です。例えば、化学吸収剤を使用する、または物理的な方法での吸着や分離が考えられます。
つまり、二酸化炭素は安定している化合物なので極めて反応性が低い、二酸化炭素を取り込んで体内で反応させて利用している植物は偉大ということだ。
それにしても、こんな間違いをおかした俺に対し、T教授は優をくれたのであった。
なぜT教授の悪名が高いのかというと、有機化学1の試験で難しい問題を出して単位をくれず、留年が決まる科目の一位二位を争う有り様だったからだ。ちなみに有機化学1は一年生で履修する科目で、進級判定は三年生から四年生に上がる時であり、一般教養の単位の取りこぼしがあると問答無用で留年、専門必修科目はニ単位までOKであったが、三年生になっても有機化学1の試験に通らず、留年が決まる者が多数出ていた。
俺はどうだったかというと、一年生の時には単位を落とし、二年生の時に二回目の試験で可の評価をもらった。