第 二 題

第一步先確認「構造（connectivity）」。沿椅型環仔細追蹤：D 的四個取代基與 C 一樣落在四個相鄰的碳上（1,2,3,4-四取代），環上兩個未取代的 CH₂ 是相鄰的一對——⛔ 不要誤讀成 1,2,4,5-四取代。既然構造相同，就必須進入立體化學：以 Cl→F→OH→Me 為環行方向，逐一標出各取代基位於環的哪一面。C 與 D 的相對關係一致（可排除非鏡像異構物），但絕對組態全數相反（帶 OH 的中心 C 為 S、D 為 R）；又因四取代基互異、無內部對稱面（分子具手性），故也不可能「相同」。結論為鏡像異構物。⛔ 本題答案不是結構異構物；若考生答「鏡像異構物／enantiomer」即為正確。

本題考查立體異構物關係的判定。遇到此類題型，最穩健的方法是利用 Cahn-Ingold-Prelog (CIP) 優先順序法則，分別定出兩化合物各個手性碳的絕對組態 (R/S)。若所有手性中心組態皆相反且無對稱面，即為鏡像異構物；部分不同則為非鏡像異構物。

判斷椅型環己烷的異構物關係時，先沿環數清楚兩個取代基之間隔了幾個未取代碳。E 的兩個甲基相鄰（1,2-位）且同側，為 cis-1,2-dimethylcyclohexane；F 的兩個甲基隔一個 CH₂（1,3-位），一為直立朝下、一為平伏朝上，屬異側，為 trans-1,3-dimethylcyclohexane。兩者分子式相同但連結位點不同（1,2 vs 1,3），可直接判定為結構異構物，無須比較立體組態。⛔ 不要把 F 誤讀成 1,4-二甲基環己烷——這是本題最常見的判讀失誤。

先確認 G 與 H 皆為 1,3-二甲基環己烷（兩甲基間隔一個 CH₂）。接著判讀 G 的鍵型：兩個甲基都是平伏鍵 (e,e)——都與隔兩鍵的環鍵平行，都不是垂直畫出的直立鍵。依 1,3-二取代規則（cis = (e,e) 或 (a,a)；trans = (a,e)），G 為順式。H 的兩個甲基皆為虛線、同側，也是順式。兩者是同一化合物的兩種畫法（椅型構象 vs 平面式），構象可藉 ring flip 互換，不構成不同化合物，故答案為相同（identical）。⛔ 本題答案不是非鏡像異構物；⛔ 不要把 G 讀成 (a,e)。考生若答「相同／identical」即為正確。

判斷內消旋化合物須同時滿足：(1) 兩個以上立體中心；(2) 具內部對稱面或對稱中心而整體非手性。逐一檢視：A/B 兩端 -CHO 與 -CH₂OH 不同 ⇒ 手性；C/D 四個取代基互異 ⇒ 手性；F 為 trans-1,3 ⇒ 手性；E 為 cis-1,2-二甲基環己烷，具通過 C1–C2 與 C4–C5 鍵中點的對稱面 ⇒ 內消旋；G 與 H 皆為 cis-1,3-二甲基環己烷（同一化合物），具通過 C2、C5 的對稱面 ⇒ 內消旋。故答案為 E、G、H。判斷對稱面時請用構造層次（平面式）來看，不要只盯單一椅型構象。⛔ 只答「H」為漏答；G 的兩個甲基都是平伏鍵，是順式，與 H 相同。