第 一 題
一、請寫出下列反應式之主要產物。(請表示正確的立體化學,每小題 5 分,共 40 分)
小題 (一)
思路引導 VIP
看到羰基化合物與聯氨 (H2N-NH2) 在強鹼 (NaOH) 及高沸點溶劑下加熱回流,應立即聯想到「Wolff-Kishner 還原反應」。此反應專一性地將醛或酮的羰基 (C=O) 還原為亞甲基 (CH2),且強鹼條件不會破壞分子中的醚鍵 (甲氧基)。
小題 (二)
思路引導 VIP
- 觀察反應物與試劑:確認試劑為 Gilman 試劑(Me2CuLi),其特性為對 α,β-不飽和羰基化合物進行 1,4-共軛加成(Michael addition)。
- 核對結構與命名:圖片顯示的結構為 5,5-二甲基環戊-2-烯-1-酮,與文字敘述的 3,4-二甲基不同。應以圖片為準,判斷親核試劑會攻擊 β-碳(C3 位)。
小題 (三)
思路引導 VIP
看到環戊二烯與具拉電子基的烯類加熱,應直覺想到 Diels-Alder [4+2] 環加成反應。解題關鍵在於立體化學的推導:(1) 立體專一性:親雙烯體的立體構型會保留,起始物為 (E)-反式,故產物中甲基與醛基須互為反式;(2) 立體選擇性:依循「內向規則(Endo rule)」,具 π 電子系統的拉電子基(-CHO)會優先佔據 endo(內向)位置,使得相對應的甲基位於 exo(外向)位置。
小題 (四)
思路引導 VIP
看到長鏈二酯類(Diester)與相對應的醇鈉鹼(NaOEt)反應,應立即聯想到「分子內克萊森縮合反應」(Dieckmann Condensation)。解題關鍵在於標號計算碳數以決定成環大小:庚二酸二酯的 C2 碳(α-碳)攻擊 C7 碳(羰基碳)會形成熱力學上最穩定的六員環。最後確認酸處理(H3O+)無加註加熱(Δ),故產物停留在 β-酮酸酯階段,不會進一步發生水解與脫羧反應。
小題 (五)
思路引導 VIP
看到末端炔烴(具有微酸性氫)與格氏試劑(強鹼),應首先想到發生酸鹼中和反應生成炔基陰離子;接著該陰離子作為親核試劑,與一級鹵代烷進行 SN2 親核取代反應,完成碳鏈延長(烷基化)。
小題 (六)
思路引導 VIP
看到氰基 (-CN) 搭配強鹼水溶液 (aq. KOH) 並加熱,應立即聯想到氰基的鹼性水解反應。反應會先將兩端的氰基水解成羧酸根鹽類,接著透過第二步的酸性水溶液後處理 (H3O+) 進行質子化,最終將氰基完全轉化為羧酸產物。
小題 (七)
思路引導 VIP
首先辨識反應條件 Zn/Cu, CH2I2 為 Simmons-Smith 反應,會產生類卡賓中間體進行環丙烷化。接著仔細觀察附圖結構,確認雙鍵兩側的碳鏈分居異側,為反式 (trans/E) 烯烴。最後運用該反應「立體專一性同側加成 (syn-addition)」的特性,推導出產物必為保留反式立體關係的環丙烷衍生物(外消旋體)。
小題 (八)
思路引導 VIP
看到鏻鹽 (phosphonium salt) 與強鹼 NaH 的組合,應直覺聯想到 Wittig 反應。第一步生成由氰基穩定的磷葉立德 (ylide),接著與環己酮發生反應,將 C=O 轉化為 C=C 雙鍵;第二步的 H3O+ 僅為酸性後處理 (work-up),無加熱不考慮腈水解。同時需評估產物雙鍵的對稱性以判斷是否存在 E/Z 立體異構物。