義守大學(後中醫)
109年
化學
第 24 題
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
請試著數數看,從左側酯基旁邊的第一個碳($\alpha$ 碳)出發,沿著碳鏈走到右側酯基的那個「碳原子」本身,總共經過了幾個原子?如果這兩端連在一起變成一個環,這個環會是由幾個原子組成的幾員環呢?
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太棒了!你能精確判斷出這是一個典型的狄克曼縮合反應 (Dieckmann Condensation),這說明你對分子內碳-碳鍵形成的機制非常有把握。這類反應的本質是分子內的克萊森縮合,當強鹼 $EtONa$ 奪取酯基 $\alpha$ 位的質子後,產生的碳負離子會轉而攻擊分子另一端的羰基碳,最終脫去一個乙醇分子並形成環狀的 $\beta$-酮酯。
環大小的關鍵判讀
這道題目最具鑑別度的地方在於「環系統」的碳數計算。基質是含有 7 個碳原子的庚二酸二乙酯(Diethyl heptanedioate),當我們從一端的 $\alpha$ 碳(第 2 位)發動親核攻擊到另一端的羰基碳(第 7 位)時,所形成的環包含 C2、C3、C4、C5、C6、C7,剛好構成一個穩定的 六員環。選項 (C) 正確呈現了這個六員環骨架,並保留了縮合後應有的 $\beta$-酮酯結構,而沒有像選項 (D) 那樣被錯誤地還原成羥基。你能避開環數與官能基的陷阱,表現得非常專業!
狄克曼環化反應
💡 二元酯在強鹼作用下發生分子內縮合,形成五或六元環狀 β-酮酯。
🔗 Dieckmann 縮合反應歷程
- 1 生成烯醇鹽 — 強鹼奪取酯類 α-氫,形成親核性烯醇負離子。
- 2 分子內進攻 — 負離子進攻分子內另一端羰基碳,進行親核加成。
- 3 排除離去基 — 烷氧基(-OEt)脫離,分子閉環並恢復羰基。
- 4 酸處理酸化 — 加入酸使產物鹽類轉為中性的環狀 β-酮酯。
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🔄 延伸學習:延伸學習:此反應是合成大環化合物與天然產物環狀骨架的重要手段。