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普考申論題 108年 [化學工程] 有機化學概要

第 一 題

📖 題組:
二、寫出下列化學反應的反應機構。(每小題 5 分,共 10 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

(一) [2-糠醛] + [環己酮] --NaOH / H2O, 加熱--> [2-(2-呋喃亞甲基)環己酮]

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本題考查交叉羥醛縮合(Claisen-Schmidt condensation)的反應機構,包含鹼催化形成烯醇離子、親核加成、質子化與隨後的 E1cB 脫水步驟。

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【解題思路】本反應為交叉羥醛縮合(Claisen-Schmidt condensation),經由烯醇離子加成與後續 E1cB 脫水反應形成 α,β-不飽和酮。 【詳解】

  1. 烯醇離子形成:氫氧化鈉(NaOH)奪取環己酮 α-碳上的質子,生成水及環己酮的烯醇離子(Enolate)。

小題 (二)

(二) [1-(羥甲基)環己醇] --H2SO4, 加熱--> [環庚酮]

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本題為 Pinacol 類型的擴環重排反應。酸催化下一級醇脫水離去,伴隨相鄰碳-碳鍵的 1,2-烷基遷移擴大環狀結構,並生成穩定的氧鎓離子。

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【解題思路】本反應為 Pinacol 型重排(伴隨擴環),在酸催化下發生質子化、脫水並伴隨烷基遷移。 【詳解】

  1. 質子化:硫酸(H2SO4)將 1-(羥甲基)環己醇上的一級羥基(-CH2OH)質子化,形成 -CH2OH2+ 作為良好的離去基。
📝 交叉羥醛縮合機構
💡 鹼催化下,酮之烯醇離子攻擊醛類脫水形成共軛不飽和酮。

🔗 Claisen-Schmidt 縮合反應歷程

  1. 1 烯醇化階段 — NaOH 奪取環己酮 α-H 產生 Enolate 負離子
  2. ↓
  3. 2 親核加成 — Enolate 攻擊糠醛羰基並隨後完成質子化
  4. ↓
  5. 3 E1cB 脫水 — 鹼再次奪取 α-H 並消去氫氧根形成雙鍵
  6. ↓
  7. 4 共軛產物 — 生成穩定的 α,β-不飽和酮(最終產物)
🔄 延伸學習:延伸學習:思考若使用過量醛類,是否會發生雙邊縮合反應。
🧠 記憶技巧:VIP 會員可查看這題的記憶口訣與速記法
⚠️ 常見陷阱:VIP 會員可查看這題最常被誘答的陷阱整理
Aldol Condensation E1cB 消去反應 Furfural 的化學反應 共軛系統穩定性

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