高考申論題
111年
[化學工程] 有機化學
第 一 題
📖 題組：
三、請寫出下列反應之反應機構（每小題 10 分，共 40 分） (一) 3-(2,5-dimethylphenyl)propanoic acid derivative 在 H2SO4 下環化 (二) 第三丁基甲基醚與過量 HI 反應 (三) 羥基腈在鹼性下加熱水解 (四) 1-甲基環戊烯的氫硼化-氧化反應
三、請寫出下列反應之反應機構（每小題 10 分，共 40 分） (一) 3-(2,5-dimethylphenyl)propanoic acid derivative 在 H2SO4 下環化 (二) 第三丁基甲基醚與過量 HI 反應 (三) 羥基腈在鹼性下加熱水解 (四) 1-甲基環戊烯的氫硼化-氧化反應
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
3-(2,5-dimethylphenyl)propanoic acid derivative 在 H2SO4 下環化生成酮
思路引導 VIP
這題考查經典的分子內傅-克醯基化反應（Intramolecular Friedel-Crafts acylation）。看到芳香環上帶有羧酸側鏈並加入強酸，應優先想到酸催化生成醯基正離子，接著尋找空間立體障礙較小且能形成穩定五元或六元環的位置進行親電性芳香族取代反應（EAS）。
小題 (二)
t-Bu-O-CH3 + 2.1 當量 HI -> t-Bu-I + CH3I
思路引導 VIP
看到醚類與過量強鹵化氫 (HI/HBr) 反應，應立即聯想「醚的酸性裂解」。解題關鍵在於判斷斷鍵機制：當醚的兩側含有三級烷基時，優先經由 S_N1 機構生成高度穩定的碳陽離子；而過量的 HI 則暗示初步斷裂生成的醇類會繼續被質子化，並透過 S_N2 機構轉化為第二個鹵代烷。
小題 (三)
HO-CH2-CH2-CN 在 1. NaOH(水溶液), 加熱; 2. H3O+ 條件下反應
思路引導 VIP
看到腈類（-CN）在氫氧化鈉水溶液加熱條件下反應，應立即想到「腈的鹼性水解」。解題分為兩大階段：先水解成「醯胺」中間體，再進一步水解並脫去氨氣形成「羧酸根」，最後加入酸（H3O+）完成質子化得到「羧酸」。作答時需精確寫出 OH- 攻擊缺電子碳及後續四面體中間體的形成與崩解過程。
小題 (四)
1-甲基環戊烯 + 1. (iBu)2BH; 2. H2O2, NaOH
思路引導 VIP
看到「烯類」加上「硼氫化試劑 (iBu)2BH」與「H2O2, NaOH」，立刻聯想到「氫硼化-氧化反應 (Hydroboration-Oxidation)」。此反應具備兩個核心特徵：(1) 反馬可尼可夫法則（anti-Markovnikov）的位向選擇性，OH基接在立體障礙較小（取代較少）的碳上；(2) 順式加成（syn-addition）的立體專一性，H 與 OH 會加成在雙鍵的同一側。在紙筆推導機構時，須詳細畫出四中心過渡態、過氧化氫陰離子攻擊硼原子，以及帶有立體組態保留特性的 1,2-烷基轉移步驟。