ルーカスの試薬

「ルーカス試薬」は、濃塩酸中の無水塩化亜鉛の溶液である。この溶液は、低分子量のアルコールを分類するために使用される。反応は、塩化物がヒドロキシル基を置き換える置換反応である。陽性反応は、無色透明から濁った色に変化することで示され、クロロアルカンの形成を示す。^[1] また、この試験では、中間体の第三級カルボカチオンの安定性が高いため、それぞれのアルキルハロゲン化物が最も速く形成される第三級アルコールで最も良好な結果が得られる。この試験は1930年に報告され、定性有機化学の標準法となった。^[2]この試験は、さまざまな分光分析法やクロマトグラフィー分析法が利用できるようになったため、それ以降やや時代遅れとなっている。この試験は、ハワード・ルーカス (1885–1963) にちなんで名付けられた。

アルコールのルーカス試験は、第一級、第二級、第三級アルコールを区別するための試験である。これは、3つのクラスのアルコールとハロゲン化水素とのS _N 1反応による反応性の違いに基づいている。^[3]

${\displaystyle {\text{(CH}}_{3}{\text{)}}_{3}{\text{COH}}+{\text{HCl}}\rightarrow {\text{(CH}}_{3}{\text{)}}_{3}{\text{CCl}}+{\text{H}}_{2}{\text{O}}}$

反応性の違いは、対応するカルボカチオンの形成しやすさの違いを反映しています。三級カルボカチオンは二級カルボカチオンよりもはるかに安定しており、一級カルボカチオンは最も安定性が低くなります（超共役のため）。

試薬は、 ZnCl ₂と濃HClの等モル混合物です。アルコールがプロトン化され、形成された H ₂ O 基が離脱してカルボカチオンを形成し、求核剤 Cl ⁻ (過剰に存在する) がカルボカチオンを容易に攻撃してクロロアルカンを形成します。第三級アルコールは、水性混合物中の有機塩化物の溶解度が低いため、濁度によって証明されるように、ルーカス試薬と直ちに反応します。第二級アルコールは、約 5 分以内に反応します (溶解度によって異なります)。第一級アルコールは、室温ではルーカス試薬とほとんど反応しません。 ^[3]したがって、濁度が現れるまでの時間は、アルコールのクラスの反応性の尺度であり、この時間差を使用して 3 つのアルコール クラスを区別します。

• 室温では目に見える反応がなく、加熱すると油状の層を形成する：1-ペンタノールなどの一次反応
• 溶液は3～5分で油層を形成する：2-ペンタノールなどの二次
• 溶液はすぐに油層を形成する：2-メチル-2-ブタノールなどの第三級

ルーカス試験は通常、第一級アルコールと第二級アルコールを識別するために使用される酸化試験の代替法です。