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調查局三等申論題 106年 [醫學鑑識組] 有機化學

第 四 題

📖 題組:
七、寫出下列反應式的主要產物。(每小題 3 分,共 15 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (四)

(圖略,鄰二溴化物與 CH3ONa/CH3OH 反應)

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看到「鄰二溴化物」與「強鹼(甲醇鈉)」,應立即聯想到脫鹵化氫(Dehydrohalogenation)的 E2 消去反應。解題關鍵在於判斷鹼的強度:甲醇鈉足以進行第一次 E2 消去生成「乙烯基溴(bromoalkene)」,但通常不足以進行第二次消去生成「炔烴」(需要 NaNH2 等更強的鹼),同時必須考量反式共平面(anti-periplanar)的立體化學限制來決定產物的 E/Z 構型。

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【解題思路】鄰二溴化物遇強鹼會發生 E2 脫鹵化氫反應,依據鹼的強度決定消去次數與最終產物階層。 【詳解】 一、試劑與反應機構分析:

小題 (一)

(圖略,環己基甲基酮與 CF3CO3H 反應)

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看到酮類(環己基甲基酮)與過氧酸(CF3CO3H)共同出現,應立即聯想到「Baeyer-Villiger 氧化反應」。解題的唯一關鍵在於判斷羰基兩側基團的「遷移傾向 (Migratory aptitude)」,熟記二級烷基遷移能力大於甲基即可鎖定產物結構。

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【解題思路】利用 Baeyer-Villiger 氧化反應原理,透過判斷基團的遷移傾向 (Migratory aptitude) 來決定插入氧原子的位置。 【詳解】

  1. 反應類型:本題為 Baeyer-Villiger 氧化反應 (Baeyer-Villiger Oxidation)。

小題 (二)

(圖略,具掌性之醯胺與 Br2, NaOH 反應)

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看到一級醯胺(Amide)與鹵素(Br2)及強鹼(NaOH)共同反應,應立即聯想到「霍夫曼降解反應(Hofmann rearrangement)」。此題的測驗核心不僅是脫去一個羰基碳生成一級胺,更關鍵的是考驗考生是否知道烷基遷移過程中會發生「立體組態保持(Retention of configuration)」。

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【解題關鍵】霍夫曼降解反應(Hofmann rearrangement)與立體組態保持(Retention of configuration)。 【解析】 一、 反應類型認定:

小題 (三)

(圖略,芳香硼酸與芳香溴化物鈀催化偶合)

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看到「芳香硼酸」、「芳香溴化物」與「鈀催化(Pd catalyst)」,應立即聯想到鈴木-宮浦偶合反應(Suzuki-Miyaura coupling)。解題關鍵在於將硼酸基團與溴原子脫除,使兩個芳香環以原取代位置直接形成新的碳-碳單鍵,且過程中原有取代基的相對位置不受影響。

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【解題關鍵】本題考查鈴木-宮浦偶合反應(Suzuki-Miyaura coupling),利用鈀催化使芳香硼酸與芳香鹵化物形成新的 C(sp²)-C(sp²) 鍵。 【解析】 一、反應特徵

小題 (五)

(圖略,含有酮基與氮雜環的分子與 Zn(Hg) / HCl 反應)

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看到 Zn(Hg) 與 HCl,應直覺想到「克萊門森還原反應」(Clemmensen reduction)。此反應專門將醛或酮的羰基(C=O)完全還原為亞甲基(-CH2-),在強酸性條件下進行時,需評估分子內其他官能基對酸的耐受度(本題氮雜環僅會質子化,不影響羰基還原)。

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【反應類型】克萊門森還原反應(Clemmensen reduction) 【主要產物結構描述】 原分子中的「酮基(羰基,C=O)」被完全還原為「亞甲基(-CH2-)」,而分子中的「氮雜環」骨架保持不變。

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