普考申論題
111年
[化學工程] 有機化學概要
第 四 題
📖 題組:
請寫出下列反應所需的化學試劑:(每小題 2 分,共 10 分) (一) [圖示:1-phenylhexan-1-one 轉換為 hexylbenzene] (二) [圖示:Benzaldehyde 轉換為 Benzoic acid] (三) [圖示:1-methyl-1-(triethylammonium)cyclohexane 轉換為 methylenecyclohexane] (四) [圖示:1,3-dimethyl-2-vinylbenzene 轉換為 1-(2,6-dimethylphenyl)ethanol] (五) [圖示:2-methyl-1,4-dihydronaphthalene 衍生物轉換為含 -CH2C(=O)CH3 與 -CH2CHO 側鏈之苯衍生物]
請寫出下列反應所需的化學試劑:(每小題 2 分,共 10 分) (一) [圖示:1-phenylhexan-1-one 轉換為 hexylbenzene] (二) [圖示:Benzaldehyde 轉換為 Benzoic acid] (三) [圖示:1-methyl-1-(triethylammonium)cyclohexane 轉換為 methylenecyclohexane] (四) [圖示:1,3-dimethyl-2-vinylbenzene 轉換為 1-(2,6-dimethylphenyl)ethanol] (五) [圖示:2-methyl-1,4-dihydronaphthalene 衍生物轉換為含 -CH2C(=O)CH3 與 -CH2CHO 側鏈之苯衍生物]
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (四)
[圖示:1,3-dimethyl-2-vinylbenzene 轉換為 1-(2,6-dimethylphenyl)ethanol]
思路引導 VIP
- 觀察反應前後官能基的變化:末端烯烴(乙烯基)轉變為二級醇,且羥基位於靠近苯環的苄位碳上。2. 判斷反應類型:此為符合馬可尼可夫法則(Markovnikov's rule)的烯烴水合反應。3. 選擇試劑:由於反應中生成的苄位碳陽離子具高度共振穩定性,無重排風險,故直接使用酸催化水合試劑或氧汞化-還原試劑皆可。
小題 (一)
[圖示:1-phenylhexan-1-one 轉換為 hexylbenzene]
思路引導 VIP
觀察反應前後的結構變化,發現本題目的是將芳香族酮類的羰基 (C=O) 徹底還原為亞甲基 (-CH2-)。由於反應物結構中沒有其他對酸或鹼敏感的官能基,因此可以考慮使用酸性條件的克萊門森還原 (Clemmensen reduction) 或鹼性條件的沃爾夫-基施納還原 (Wolff-Kishner reduction)。
小題 (二)
[圖示:Benzaldehyde 轉換為 Benzoic acid]
思路引導 VIP
看到醛基(-CHO)轉換為羧酸基(-COOH),應立即聯想到這是典型的氧化反應。只需使用標準的強氧化劑,如過錳酸鉀(KMnO4)或鉻酸系試劑(K2Cr2O7/H2SO4 或 CrO3/H+)即可完成此轉換。
小題 (三)
[圖示:1-methyl-1-(triethylammonium)cyclohexane 轉換為 methylenecyclohexane]
思路引導 VIP
觀察反應物為帶有龐大離去基的四級銨鹽,產物為取代基最少的末端烯烴,應立刻聯想到 Hofmann 消除反應(Hofmann elimination)。此反應需先將鹵化銨鹽轉化為強鹼性的氫氧化銨,接著再加熱進行 E2 消除反應。
小題 (五)
[圖示:雙鍵環狀化合物轉換為開環的二羰基(酮與醛)化合物]
思路引導 VIP
觀察反應前後結構變化,環狀烯烴的雙鍵發生斷裂,且生成物含有酮基與醛基,代表發生了碳碳雙鍵的氧化斷裂反應。為保留醛基而不被進一步氧化成羧酸,必須使用臭氧化反應(Ozonolysis)配合還原性後處理(如二甲基硫或鋅粉)。