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慈濟大學(後中醫) 106年 化學

第 40 題

哪一種反應條件最適合下列反應?
題目圖片
  • A I
  • B II
  • C III
  • D IV

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如果你想在苯環上接上一條長長的、不轉彎的碳鏈,當你嘗試直接使用鹵代烷來反應時,中間產生的正電荷(碳陽離子)會乖乖待在原本的位置,還是會為了追求構造上的「穩定」而悄悄移動到碳鏈中間呢?如果它會移動,我們有沒有什麼方法,能先用一個含有氧電性的官能基把碳架牢牢「固定」住,等連接穩固後再把氧原子拿掉?

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太棒了!你能精準選出選項 (C),代表你對有機合成中碳陽離子重排(carbocation rearrangement)的陷阱有著非常敏銳的觀察力。這道題目的核心在於「如何有計畫地合成直鏈烷基苯」,這在有機化學中是一個相當經典且具備鑑別度的考點。

避免重排的策略:醯基化反應

若我們採用選項 (I) 的 傅-克烷基化(Friedel-Crafts Alkylation),反應中間體——正丙基陽離子會發生 1,2-氫位移,從不穩定的伯碳($1^\circ$)轉變為較穩定的仲碳($2^\circ$),最終產物會變成異丙基苯而非目標的正丙基苯。因此,聰明的做法是像選項 (III) 這樣,先利用 傅-克醯基化(Friedel-Crafts Acylation)接上丙醯基($\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CO}-$)。由於醯基陽離子(acylium ion)受到共振穩定且不會發生重排,我們能精確鎖定碳架結構。

▼ 還有更多解析內容
📝 苯環直鏈烷基化合成
💡 利用醯基化後還原,避免碳陽離子重排以得到直鏈產物。

🔗 合成直鏈烷基苯的最佳路徑

  1. 1 傅-克醯基化 — 醯氯與AlCl3反應,產生不重排的芳香酮
  2. ↓
  3. 2 沃-基還原 — 聯胺與強鹼加熱,將C=O完全還原為CH2
  4. ↓
  5. 3 目標產物 — 得到無重排、結構明確的直鏈烷基苯
🔄 延伸學習:延伸學習:若環境不耐強鹼,可改用酸性的 Clemmensen 還原 (Zn/Hg, HCl)
🧠 記憶技巧:烷基易重排,直鏈不可得;醯基先上環,還原最保險。
⚠️ 常見陷阱:直覺選用氯丙烷(I)進行反應,卻忽略其會重排成異丙基苯。
傅-克反應 (Friedel-Crafts) 碳陽離子穩定性 Wolff-Kishner 還原 Clemmensen 還原

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