高考申論題
109年
[生物技術] 有機化學
第 一 題
📖 題組：
三、利用自由基溴化反應，可以將下列反應物的苯甲基位置上的氫取代為溴；若此反應只有一個苯甲基位置上的氫被溴取代（即monobromination），則會得到二個立體異構物。請回答下列問題： [苯環稠合環戊烷衍生物，C1有羥基與氫，C2有甲基，C3為CH2] -> [Br2, hv] -> ?
三、利用自由基溴化反應，可以將下列反應物的苯甲基位置上的氫取代為溴；若此反應只有一個苯甲基位置上的氫被溴取代（即monobromination），則會得到二個立體異構物。請回答下列問題： [苯環稠合環戊烷衍生物，C1有羥基與氫，C2有甲基，C3為CH2] -> [Br2, hv] -> ?
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
(一)畫出由monobromination所得到的二個立體異構物的化學結構，並標示出結構中所有不對稱碳的絕對立體組態為R或是S。（6分）
思路引導 VIP
首先辨認反應條件（Br2, hv），這是一個自由基取代反應，具有高度區域選擇性，會發生在最穩定的苯甲基（benzylic）碳上（C1）。反應會使 C1 從前手性中心變為手性碳，並經由平面自由基中間體產生一對立體異構物。解題關鍵在於正確運用 CIP 法則判斷 C1 與 C2 上的基團優先順序，特別留意 C1 上 -CH(OH)CH3 與 -Ph 的優先級比較，藉此正確標示 R/S 組態。
小題 (二)
(二)所得到的二個立體異構物是否有相同的物理性質，例如：沸點、熔點、溶解度等？請說明理由。（4分）
思路引導 VIP
本題關鍵在於判斷反應生成之立體異構物的相互關係。觀察反應物結構可知，分子中已存在一個不受反應影響的掌性中心（帶有羥基的碳）。苯甲基自由基溴化反應會經過平面自由基中間體，在該位置產生兩種不同組態的新掌性中心，最終形成互為「非對映異構物（Diastereomers）」的產物，進而推導出其物理性質必不相同的結論。