hce_cmu
110年
化學
第 2 題
順式-3,4-二甲基環丁烯加熱會進行開環反應而產生下列何者產物？
-
A
-
B
-
C
-
D
思路引導 VIP
請試著想像：在加熱反應中，環丁烯兩端的碳原子必須朝著「相同方向」旋轉。如果原本兩個甲基都朝向同側（順式），當你讓兩者同時順時針旋轉 90 度時，這兩個甲基分別會指向分子的「外側」還是「內側」呢？這兩種不同的指向，分別會對應到雙鍵的哪一種立體構型（$E$ 或 $Z$）？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
這道題目考查的是有機化學中非常經典的**電環反應（Electrocyclic Reaction）及其立體化學規律。對於環丁烯這類含有 $4n$（此處 $n=1$）個 $\pi$ 電子的系統，在加熱（$\Delta$）條件下，根據伍德沃德-霍夫曼規則（Woodward-Hoffmann rules），分子軌域必須遵循同向旋轉（Conrotatory）**機制才能完成開環。 在推導思路時，我們可以想像起始物「順式-3,4-二甲基環丁烯」的兩個甲基位於環的同一側（例如同時朝上）。當反應進行同向旋轉時，兩個碳原子上的軌域會往同一個方向（如順時針）轉動。這會導致其中一個甲基被推向外側，形成 $E$ 型（反式） 的雙鍵；而另一個甲基則會被帶向內側，形成 $Z$ 型（順式） 的雙鍵。因此，正確的產物應為具有一順一反結構的 (2Z, 4E)-2,4-己二烯，即選項 (C)。 許多同學會選錯是因為混淆了旋轉機制。若是在「光照」條件下，反應會改採「逆向旋轉（Disrotatory）」，此時順式原料才會產生 (B) 的反-反式或 (D) 的順-順式產物。本題屬於具備中等難度的鑑別題，重點在於區分不同能量引發下的對稱性守恆規則，是檢測對周環反應理解深度的優質考題。