高考申論題
105年
[化學工程] 有機化學
第 二 題
📖 題組:
畫出下列化合物之結構:(每小題 2 分,共 10 分)
(一) (2S,3S)-3-methyl-2-pentanamine
(二) Ortho-chlorobenzoic acid
(三) (Z)-4-bromo-4-hexene-3-ol
(四) (2R,4R)-5-mercapto-4-methylpentan-2-ol
(五) Meso-2,3-difluorobutane
畫出下列化合物之結構:(每小題 2 分,共 10 分)
(一) (2S,3S)-3-methyl-2-pentanamine
(二) Ortho-chlorobenzoic acid
(三) (Z)-4-bromo-4-hexene-3-ol
(四) (2R,4R)-5-mercapto-4-methylpentan-2-ol
(五) Meso-2,3-difluorobutane
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (二)
Ortho-chlorobenzoic acid
思路引導 VIP
看到「benzoic acid」,首先畫出母體結構苯甲酸(苯環上連接一個羧基 -COOH,定為 C1)。接著看到「ortho-」(鄰位),代表在與羧基相鄰的 C2 位置加上氯(-Cl)取代基即可。
小題 (一)
(2S,3S)-3-methyl-2-pentanamine
思路引導 VIP
首先確定主鏈長度(pentane,5個碳)與主官能基(2-amine)。接著標出取代基位置(3-methyl),最後依據 Cahn-Ingold-Prelog (CIP) 規則,分別在 C2 與 C3 推導出 (S) 組態對應的楔形(Wedge)與虛線(Dash)立體結構。
小題 (三)
(Z)-4-bromo-4-hexene-3-ol
思路引導 VIP
看到此類化合物繪圖題,應採用「由後往前」的拆解法。首先從字尾找出主鏈與主官能基(6碳、C3有OH),接著定位不飽和鍵與取代基(C4雙鍵、C4接Br),最後運用 Cahn-Ingold-Prelog (CIP) 規則分析 C4=C5 雙鍵的 (Z) 幾何構型(高優先基團同側)。同時要敏銳地發現 C3 雖為手性碳,但題目未指定立體組態,故畫一般平面的實線鍵即可。
小題 (四)
(2R,4R)-5-mercapto-4-methylpentan-2-ol
思路引導 VIP
首先確立主鏈為戊烷(pentane),並從靠近主官能基羥基(-OH)的一端開始編號,定出2-戊醇的骨架。接著在C4標上甲基、C5標上巰基(-SH)。最後依據 Cahn-Ingold-Prelog (CIP) 規則檢驗 C2 與 C4 的立體中心,將主鏈畫為鋸齒狀後,分配楔形鍵(朝前)與虛線鍵(朝後)以精確符合 (2R, 4R) 的絕對組態。
小題 (五)
Meso-2,3-difluorobutane
思路引導 VIP
看到「Meso」需立刻聯想到分子內部存在對稱面(內消旋化合物),其兩個立體中心的組態必須剛好抵銷,即 (2R, 3S)。在繪製標準鋸齒狀(zig-zag)碳骨架時,2號位與3號位上的相同取代基(氟原子)必須分別以「一楔形鍵(朝前)」與「一虛線鍵(朝後)」標示,旋轉重疊後方能滿足內消旋對稱面的要求。
有機命名與結構繪製
💡 依官能基優先級確定母體編號,並標註取代基與立體組態。
🔗 有機化合物結構繪製步驟
- 1 識別母體 — 找出主官能基並決定最長碳鏈與字尾。
- 2 標定編號 — 從主官能基端開始編號,使取代基位置數字最小。
- 3 置入取代基 — 依編號位置加入各種取代基或分支。
- 4 調整立體組態 — 依 R/S 或 E/Z 規範決定鍵結之空間方向。
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🔄 延伸學習:延伸學習:當存在多個手性中心時,需注意是否為 Meso 化合物。