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普考申論題 109年 [化學工程] 有機化學概要

第 二 題

📖 題組:
請寫出下列反應方程式的主要產物結構式:(每小題2分,共10分) (一) (2-bromoethyl)cyclohexane + NaCN → (二) cyclopentanol + NaOCl / HOAc → (三) anisole + 3 Br2 / H2O → (四) cyclopentanecarbaldehyde + (1) PhMgBr, ether (2) H3O+ → (五) 1-methylcyclohexene + concd. KMnO4 →
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (二)

cyclopentanol + NaOCl / HOAc →

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這是在弱酸性條件下用次氯酸鈉進行的氧化反應(Green oxidation),將二級醇氧化為酮。

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【解題關鍵】二級醇的氧化反應。 【解答】 次氯酸鈉(NaOCl)與醋酸(HOAc)原位生成次氯酸(HOCl),會將二級醇環戊醇氧化為酮類。

小題 (一)

(2-bromoethyl)cyclohexane + NaCN →

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這是一級鹵代烷與強親核劑(CN-)的典型SN2反應,氰基取代溴原子。

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【解題關鍵】SN2 親核取代反應。 【解答】 氰離子(CN⁻)作為親核試劑,攻擊一級碳並取代溴原子。

小題 (三)

anisole + 3 Br2 / H2O →

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甲氧基(-OCH3)為強活化基及鄰/對位導向基,在過量鹵素存在下發生多重親電芳香取代。

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【解題關鍵】親電芳香族取代反應(多重鹵化)。 【解答】 苯甲醚(anisole)上的甲氧基強烈活化苯環,加上在水溶液中反應活性大,會與 3 當量的溴發生充分反應,在所有的鄰位(ortho)與對位(para)皆發生溴化。

小題 (四)

cyclopentanecarbaldehyde + (1) PhMgBr, ether (2) H3O+ →

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格氏試劑(Grignard reagent)對醛的親核加成,產生二級醇。

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【解題關鍵】格氏試劑加成與酸水解。 【解答】 苯基溴化鎂(PhMgBr)攻擊環戊基甲醛的羰基碳,經過酸(H3O⁺)水解後,原本的醛基變為帶有苯基的二級醇基團。

小題 (五)

1-methylcyclohexene + concd. KMnO4 →

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濃高錳酸鉀在強烈條件下會造成烯烴發生氧化斷裂(oxidative cleavage)。有取代基的雙鍵碳變成酮,沒取代基的變成羧酸。

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【解題關鍵】烯烴的氧化斷裂(Oxidative Cleavage)。 【解答】 濃 KMnO4 會將六元環上的碳碳雙鍵完全切斷。C1(帶有甲基的碳)被氧化成酮類,C2(帶有氫的碳)被氧化成羧酸,因此環被打開,生成直鏈二官能基化合物。

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