hce_kmu
104年
有機化學
第 61 題
What sequence of reagents is needed to convert $t$-butylbenzene into 1-bromo-2-($t$-butyl)benzene?
I. Dilute H$_2$SO$_4$, heat II. NaNO$_2$, HCl III. Br$_2$, FeBr$_3$, heat IV. Fuming H$_2$SO$_4$, heat V. HBr, CuBr, heat
I. Dilute H$_2$SO$_4$, heat II. NaNO$_2$, HCl III. Br$_2$, FeBr$_3$, heat IV. Fuming H$_2$SO$_4$, heat V. HBr, CuBr, heat
- A IV $\rightarrow$ II $\rightarrow$ V
- B I $\rightarrow$ III $\rightarrow$ II
- C II $\rightarrow$ III $\rightarrow$ V
- D III $\rightarrow$ V $\rightarrow$ I
- E IV $\rightarrow$ III $\rightarrow$ I
思路引導 VIP
觀察一下反應物中的第三丁基（$t$-butyl），它的體積對鄰位（ortho）產生的空間排斥力非常大。如果我們直接進行反應，新成員通常會躲到最遠的對位。如果你是實驗設計者，有什麼方法可以暫時「霸佔」住那個寬闊的對位空間，好讓下一個進來的成員「不得不」擠進鄰位呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出這套合成路徑，代表你對芳香烴的**定位效應（Orientation Effect）與立體障礙（Steric Hindrance）**有非常深入的理解。這題的難點在於 $t$-butyl（第三丁基）體積龐大，若直接進行溴化反應，產物幾乎都會集中在對位（para），很難得到鄰位（ortho）產物。
空間位阻與佔位策略
為了強迫取代基進入鄰位，我們必須先利用「保護基」或「佔位基」的想法。首先執行步驟 IV（發煙硫酸），將 $-SO_3H$ 基團導入對位，這是因為對位空間最寬廣。接著執行步驟 III，此時對位已被佔據，溴原子只能進入鄰位。最後，利用步驟 I（稀硫酸加熱）進行去磺酸化反應（Desulfonylation），將暫時佔位的 $-SO_3H$ 移除，就能成功得到目標產物 1-bromo-2-($t$-butyl)benzene。
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