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高考申論題 109年 [生物技術] 有機化學

第 一 題

📖 題組:
四、炔類可以經由下列反應轉換成醛類: [R-C≡C-H 經過 (a) NaOCH2CH3/CH3CH2OH 轉化為 R-C(H)=C(H)-OCH2CH3,再經過 (b) H3O+ 轉化為 R-CH2-CHO]
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

(一)請分別寫出反應步驟(a)和(b)的詳細反應機制。(10分)

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看到端炔轉化為醛的兩步反應,首先判斷反應類型:步驟(a)為鹼性條件下醇氧負離子對炔鍵的親核加成,由立體障礙較小的端碳受攻擊生成烯基醚;步驟(b)為烯基醚的酸催化水解,經過雙鍵質子化形成共振穩定的碳陽離子,水分子加成後經質子轉移脫去一分子醇,最終去質子化生成醛。解題時需依序以文字或圖示清楚標明電子流動箭頭(從富電子端指向缺電子端)以及各步驟的中間體結構。

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【解題思路】 本題考查炔烴的衍生反應與反應機構推導。步驟(a)為親核試劑對炔鍵的加成反應;步驟(b)為烯基醚(Enol ether)的酸催化水解機制,最終生成羰基化合物(醛)。 【詳解】

小題 (二)

(二)Ethoxide這類的親核試劑比較容易加成到炔類還是烯類?請說明理由。(5分)

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看到親核加成的反應性比較,首要思考「中間體的穩定性」。親核試劑攻擊不飽和鍵會產生碳陰離子(Carbanion),此時需比較炔類生成的烯基陰離子(sp²混成)與烯類生成的烷基陰離子(sp³混成)在穩定負電荷能力上的差異(s 特性),並輔以反應物的立體障礙進行完整論述。

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【破題】Ethoxide 這類的親核試劑比較容易加成到「炔類(alkynes)」。 【論述】 一、中間體碳陰離子的穩定性(主因)

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