ヘプタンのモノ臭素化物と構造異性体についての解説

この問題では、ヘプタン（C₇H₁₆）の構造異性体に関する理解が必要です。特に、ラジカル反応機構による臭素化を行った際、モノ臭素化物が一種類しか生成しない異性体を求められています。ここではその解法のプロセスを解説します。

ヘプタンの構造異性体とは

ヘプタン（C₇H₁₆）は7つの炭素原子と16個の水素原子からなるアルカンです。ヘプタンは複数の構造異性体を持つため、その化学的特性を理解することが必要です。例えば、n-ヘプタン（直鎖型）や、分岐した異性体（イソヘプタン）などがあります。

ラジカル反応機構では、臭素分子（Br₂）がラジカルを生成し、これがヘプタンの水素を置換して臭素化物を生成します。ラジカルは最も安定な水素（または炭素）に優先的に付加するため、反応の進行パターンが決まります。

モノ臭素化物が一種類しか生成しない異性体は、分岐した構造を持つヘプタンです。例えば、イソヘプタン（2-メチルヘプタン）の場合、臭素化反応において唯一の反応部位があり、異性体は一種類しか生成しません。これは分岐が進行する反応において特定の位置に反応が集中するためです。

ヘプタンの構造異性体において、ラジカル反応機構によりモノ臭素化物が一種類しか生成しない異性体は、2-メチルヘプタンなどの分岐構造を持つものです。この異性体では、臭素化反応が特定の位置で起こり、唯一のモノ臭素化物が得られます。