高考申論題
105年
[化學工程] 有機化學
第 五 題
📖 題組：
寫出下列反應之產物。（每小題 2 分，共 10 分）
(一) Acetophenone + $Br_2, HOAc$
(二) 5-hydroxy-2-pentanone + $H^+$ (產物為 hemiketal)
(三) $CH_3COOH + CH_3O^{18}H + H^+$
(四) Cyclopentyl magnesium bromide + propanal, then $H_3O^+$
(五) Cyclopentanone + 1,2-ethanediol + $H^+$
寫出下列反應之產物。（每小題 2 分，共 10 分）
(一) Acetophenone + $Br_2, HOAc$
(二) 5-hydroxy-2-pentanone + $H^+$ (產物為 hemiketal)
(三) $CH_3COOH + CH_3O^{18}H + H^+$
(四) Cyclopentyl magnesium bromide + propanal, then $H_3O^+$
(五) Cyclopentanone + 1,2-ethanediol + $H^+$
📝 此題為申論題，共 5 小題
小題 (五)
Ketone + Diol + $H^+$
思路引導 VIP
看到酮類（Cyclopentanone）與 1,2-二醇（1,2-ethanediol）在酸性（H⁺）環境下的反應，應立即聯想到「環狀縮酮 (cyclic ketal) 的生成」。這是有機合成中極為常見的羰基保護基 (protecting group) 反應，反應會脫去一分子水並形成包含兩個氧原子的五元環結構。
小題 (一)
Acetophenone + $Br_2, HOAc$
思路引導 VIP
看到酮類與鹵素在酸性條件（HOAc）下反應，應直覺聯想到「酸催化的 α-鹵化反應」。此反應經由烯醇（enol）中間體進行，且因引入鹵素原子的吸電子效應會降低進一步烯醇化的速率，故反應會停留在單取代產物。
小題 (二)
5-hydroxy-2-pentanone + $H^+$ (hemiketal)
思路引導 VIP
看到同一分子內同時具有羥基（-OH）與酮基（>C=O），且在酸催化條件下，應立刻聯想到分子內半縮酮（hemiketal）的形成。由圖片結構判斷，羥基氧會作為親核基攻擊羰基碳，形成熱力學穩定的五元含氧環。
小題 (三)
$CH_3COOH + CH_3O^{18}H + H^+$
思路引導 VIP
看到羧酸、醇及酸催化劑，應立即聯想到 Fischer 酯化反應。此題核心考點在於同位素追蹤，需透過反應機構判斷脫水過程是脫去羧酸的 -OH 與醇的 -H，因此醇上的同位素 O18 會保留在產物酯鍵的單鍵氧位置。
小題 (四)
Grignard reagent + Aldehyde
思路引導 VIP
看到 Grignard 試劑與醛酮的反應，優先想到親核加成反應（Nucleophilic addition）。Grignard 試劑提供碳親核劑攻擊羰基，接著酸洗（水解）生成醇類。記住通則：甲醛生成一級醇，其他醛生成二級醇，酮則生成三級醇。