調查局三等申論題
109年
[化學鑑識組] 有機化學
第 一 題
📖 題組：
(一)何謂相轉移催化劑（phase-transfer catalyst）？請在下列的反應中添加一個相轉移催化劑並分別解釋它在水相以及有機相中的功能。（10分） (二)請提供下述有機溶劑中欲製雙環[4.1.0]庚烷之試劑。（2分）
(一)何謂相轉移催化劑（phase-transfer catalyst）？請在下列的反應中添加一個相轉移催化劑並分別解釋它在水相以及有機相中的功能。（10分） (二)請提供下述有機溶劑中欲製雙環[4.1.0]庚烷之試劑。（2分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
何謂相轉移催化劑（phase-transfer catalyst）？請在下列的反應中添加一個相轉移催化劑並分別解釋它在水相以及有機相中的功能。
思路引導 VIP
看到此題，應先明確定義相轉移催化劑（PTC）的核心機制：協助反應物克服兩相（水相與有機相）間的不互溶性。接著以經典的四級銨鹽為例，分別描述其在水相（交換陰離子形成親脂性離子對）與有機相（釋放無水合的高活性裸露陰離子）的功能。最後，針對雙環[4.1.0]庚烷的合成，應直覺聯想到由環己烯進行卡賓加成，由於是未取代的產物，標準答案應為 Simmons-Smith 反應試劑。
小題 (二)
請提供下述有機溶劑中欲製雙環[4.1.0]庚烷之試劑。
思路引導 VIP
看到「相轉移催化劑」，應聯想四級銨鹽或冠醚如何協助水相陰離子跨相進入有機相，並形成缺乏溶劑化包圍的「裸露陰離子」以大幅提升反應活性。看到合成「雙環[4.1.0]庚烷」，應立刻聯想由環己烯進行的環丙烷化反應（Cyclopropanation），最直接無鹵素殘留的方法為 Simmons-Smith 反應。