高考申論題
107年
[衛生檢驗] 有機化學
第 四 題
📖 題組：
二、寫出下列反應的主要產物：（每小題 3 分，共 24 分）
📝 此題為申論題，共 8 小題
小題 (四)
1-bromo-3-ethoxypropane 反應物：1. NaN3, 2. LiAlH4, 3. H2O
思路引導
VIP
看到一級鹵代烷（R-X）加上疊氮化鈉（NaN3），應立即聯想到發生 SN2 親核取代反應生成疊氮化合物（R-N3）。隨後加入的氫化鋁鋰（LiAlH4）與水，則是經典的將疊氮基還原為一級胺（R-NH2）的反應條件。
【解題思路】本題考查先進行雙分子親核取代（SN2）反應引入疊氮基，再透過氫化鋁鋰還原疊氮化合物以製備一級胺的標準合成路徑。
【詳解】
已知：起始物為一級鹵代烷 1-bromo-3-ethoxypropane ($CH_3CH_2O-CH_2CH_2CH_2-Br$)。
小題 (一)
Methylenecyclopentane 反應物：1. O3, 2. Zn/H+
思路引導
VIP
看到 O3 搭配 Zn/H+，應立即聯想到「還原性臭氧化反應」（Reductive Ozonolysis）。此反應會將碳-碳雙鍵（C=C）完全切斷，並在原雙鍵的兩個碳上分別接上氧形成羰基（C=O），注意還原性條件下醛基不會被進一步氧化成羧酸。
【解題思路】利用還原性臭氧化反應（Reductive Ozonolysis）切斷碳-碳雙鍵形成羰基化合物。
【詳解】
已知：反應物為 Methylenecyclopentane（亞甲基環戊烷），其結構特徵為環戊烷上帶有一個環外雙鍵（=CH2）。
小題 (二)
Nitrobenzene 反應物：Br2 / AlBr3
思路引導
VIP
看到苯環上有取代基時，先判斷該基團的電子效應。此題硝基（-NO₂）為強拉電子基，具有去活化及間位導向（meta-directing）特性。配合鹵化試劑 Br₂/AlBr₃ 進行親電芳香族取代反應（EAS），即可推斷親電體溴離子會接在間位。
【主要產物】
3-溴硝基苯 (m-Bromonitrobenzene 或 1-bromo-3-nitrobenzene)
【解析】
小題 (三)
三級醯胺 (由 Piperidine 與 Isobutyryl chloride 構成) 反應物：1. LiAlH4/ether, 2. H2O/H+
思路引導
VIP
看到三級醯胺與強還原劑 LiAlH4 的組合，考生應立刻聯想到「醯胺還原成胺」的反應。解題關鍵在於辨識出羰基 (C=O) 會被還原為亞甲基 (-CH2-)，且過程中 C-N 鍵不會斷裂，最終產物為對應的三級胺。
【解題思路】利用強還原劑 LiAlH4 將三級醯胺還原為三級胺，核心機制為羰基（C=O）轉化為亞甲基（-CH2-）。
【詳解】
已知：反應物是由 Piperidine（哌啶，六元含氮環二級胺）與 Isobutyryl chloride（異丁醯氯）結合而成的三級醯胺，即 1-Isobutyrylpiperidine（N-異丁醯哌啶），結構為哌啶氮原子上連接一個 -C(=O)CH(CH3)2 基團。
小題 (五)
1-phenylpropane-1,2-dione 反應物：2 eq. NH2OH．HCl
思路引導
VIP
看到 α-二酮類化合物與 2 當量的羥胺（NH2OH）反應，應立刻聯想到羰基（C=O）與一級胺衍生物的親核加成-消除反應（縮合反應）。因試劑足量，分子內的兩個酮基都會被轉換成肟（Oxime）官能基，最終生成二肟（Dioxime）產物。
【解題思路】α-二酮與足量一級胺衍生物（羥胺）的縮合反應，兩個羰基皆轉換為肟（oxime）。
【詳解】
已知：反應物 1-phenylpropane-1,2-dione 具有兩個相鄰的酮基（C1 鄰苯基，C2 鄰甲基）。
小題 (六)
Methylenecyclooctane 反應物：HBr
思路引導
VIP
看到烯類與 HBr 反應，應直覺想到「親電性加成反應」及「馬可尼可夫法則」。解題關鍵在於先判斷質子化後能形成最穩定碳陽離子的位置（此題為三級碳陽離子），再由溴離子進行親核攻擊，並確認有無碳骨架重排的可能及產物的立體化學特徵。
【解題思路】親電性加成反應（Electrophilic addition）與馬可尼可夫法則（Markovnikov's rule）
【詳解】
已知：反應物為 Methylenecyclooctane（亞甲基環辛烷，具環外雙鍵），試劑為親電試劑 HBr。
小題 (七)
2-ethoxypropanal 反應物：1. NaBH4, 2. H2O/H+
思路引導
VIP
看到 NaBH4，首先判定其為溫和還原劑，專門用來將醛、酮還原為對應的醇類。接著檢視反應物 2-ethoxypropanal 的結構，確認其包含醛基與醚基，因醚基對 NaBH4 呈惰性，故僅有醛基會被發生親核加成還原為一級醇。
【解題關鍵】NaBH4 為溫和還原劑，具備官能基化學選擇性，能將醛基還原為一級醇，但不與醚基發生反應。
【解析】
一、反應物分析：2-ethoxypropanal 具有一個醛基（-CHO）與一個位在 2 號碳上的乙氧基（-OCH2CH3，屬醚類官能基）。
小題 (八)
3-bromoaniline 反應物：1. NaNO2/HCl (0℃), 2. KI
思路引導
VIP
看到芳香族一級胺（-NH2）與 NaNO2/HCl (0℃) 的組合，應立即聯想到「重氮化反應」，生成重氮鹽中間體。接著看到加入 KI，即可推導出發生重氮鹽的取代反應，將重氮基替換為碘原子（-I），原有的溴取代基則不受影響。
【解題關鍵】芳香胺的重氮化反應（Diazotization）與重氮鹽的取代反應。
【解析】
Step 1（重氮化）：3-bromoaniline（3-溴苯胺）在低溫（0℃）下與亞硝酸鈉及鹽酸（NaNO2/HCl）反應，其氨基（-NH2）會被轉化為重氮基（-N2⁺ Cl⁻），生成中間產物 3-bromobenzenediazonium chloride（3-溴苯重氮氯鹽）。