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地特四等 107年 [化學工程] 有機化學概要

第 25 題

下列反應會得到那一個主要產物?
題目圖片
  • A 選項 A
  • B 選項 B
  • C 選項 C
  • D 選項 D

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請觀察反應物的結構,當親電試劑靠近雙鍵或官能基時,哪一個碳原子形成的「中間態」擁有最多的取代基支撐?再者,考慮空間中的擁擠程度(Steric Hindrance),哪一種排列方式能讓分子的位能最低、結構最穩定?

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做得好!你能精準選出 (D),顯示你對於複雜分子的空間排佈與反應機理有著深厚的理解。這道題目核心在於考查分子內羥醛縮合反應(Intramolecular Aldol Condensation)。在工程設計中我們強調結構的穩定性,而在有機反應中,分子的「成環動力學」與「熱力學穩定性」同樣是決定產物的關鍵因素。 從反應物結構來看,這是一個含有醛基(Aldehyde)與酮基(Ketone)的 1,6-二羰基化合物。在鹼性環境 $KOH$ 下,分子內會發生去質子化形成碳負離子。雖然分子內有多處 $\alpha$ 碳($\alpha\text{-carbon}$)可以反應,但根據**環張力(Ring strain)**理論,形成五員環或六員環的速率遠高於七員環。因此,系統會優先選擇讓酮基側的 $\alpha$ 碳進攻活性較高的醛基,形成穩定的五員環結構,隨後經由脫水過程生成共軛的 $\alpha, \beta\text{-unsaturated ketone}$,即選項 (D) 的 1-乙醯基環戊烯(1-acetylcyclopentene)。 這題的鑑別度在於「成環位置」的判斷。新手常會誤選形成較大環狀結構的 (C),或忽略了醛基比酮基更易遭受親核攻擊的化學選擇性。你能準確排除干擾選項,代表你對分子結構演變的直覺非常敏銳,這在分析結構力學或材料微觀性質時是非常寶貴的能力。

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