調查局三等申論題
110年
[醫學鑑識組] 有機化學
第 四 題
📖 題組:
以下每一組的化合物中,決定彼此之間的關係是鏡像異構物(enantiomer)、非鏡像異構物(diastereomer)、相同(identical)、立體異構物(stereoisomer)或結構異構物(constitutional isomer 或稱構造異構物)。 (圖示: (1) A與B 均為甘油醛的費雪投影及鋸齒投影 (2) C與D 均為具三個取代基之環己烷衍生物 (3) E與F 為開鏈或環狀結構之立體異構 (4) G與H 為1,3-dimethylcyclohexane的立體異構) (一)A 與 B 彼此之間的關係是?(2 分) (二)C 與 D 彼此之間的關係是?(2 分) (三)E 與 F 彼此之間的關係是?(2 分) (四)G 與 H 彼此之間的關係是?(2 分) (五)以上那一個或那些化合物,在結構上是屬於內消旋化合物(meso compound)?(2 分)
以下每一組的化合物中,決定彼此之間的關係是鏡像異構物(enantiomer)、非鏡像異構物(diastereomer)、相同(identical)、立體異構物(stereoisomer)或結構異構物(constitutional isomer 或稱構造異構物)。 (圖示: (1) A與B 均為甘油醛的費雪投影及鋸齒投影 (2) C與D 均為具三個取代基之環己烷衍生物 (3) E與F 為開鏈或環狀結構之立體異構 (4) G與H 為1,3-dimethylcyclohexane的立體異構) (一)A 與 B 彼此之間的關係是?(2 分) (二)C 與 D 彼此之間的關係是?(2 分) (三)E 與 F 彼此之間的關係是?(2 分) (四)G 與 H 彼此之間的關係是?(2 分) (五)以上那一個或那些化合物,在結構上是屬於內消旋化合物(meso compound)?(2 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (四)
G 與 H 彼此之間的關係是?(2 分)
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判斷環狀化合物立體關係時,先確認連通性排除結構異構物。接著判定各手性中心(chiral center)的 R/S 絕對組態,並檢視是否有內部對稱面(判斷是否為 meso),最後比較兩分子的組態差異來定論。
小題 (一)
A 與 B 彼此之間的關係是?(2 分)
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判斷兩化合物之立體關係時,首要步驟是找出所有的手性中心並標定其絕對組態(R/S)。甘油醛僅具有單一個手性碳(C2),因此只需判斷 A 與 B 的 C2 組態,若相同即為 identical,若相反則為 enantiomer。
小題 (二)
C 與 D 彼此之間的關係是?(2 分)
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面對環己烷衍生物的異構物判斷,第一步先檢視取代基的「連接位置」是否一致,若不同即為結構(構造)異構物。第二步若連接位置相同,需將椅型構象上的直立鍵/平伏鍵(Axial/Equatorial)正確轉換為相對的上下關係(Wedges/Dashes),並標定所有手性中心的 R/S 絕對組態,藉由比較兩分子的組態異同來判定是鏡像、非鏡像或相同分子。
小題 (三)
E 與 F 彼此之間的關係是?(2 分)
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看到判斷異構物關係的題目,第一步必須先檢視原子的連結順序(Connectivity)是否相同。若連結順序不同即為結構異構物;若相同,則進入第二步判斷立體中心(Chiral center)的 R/S 組態或雙鍵的 E/Z 構型,依據全相反、部分相反或完全一致來決定是鏡像異構物、非鏡像異構物或相同化合物。
小題 (五)
以上那一個或那些化合物,在結構上是屬於內消旋化合物(meso compound)?(2 分)
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看到「內消旋化合物(meso compound)」,立刻聯想到兩個必要條件:1. 具有兩個或以上的立體中心;2. 分子具備內部對稱面或對稱中心(整體不具手性,旋光度為零)。接著逐一尋找各化合物的立體結構或椅式構象是否具備對稱面,例如順式-1,3-二甲基環己烷必定為 meso 化合物。