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調查局三等申論題 111年 [化學鑑識組] 有機化學

第 一 題

📖 題組:
五、請寫出下列反應之反應機構:(每小題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

2,7-octanedione + NaOH(水溶液) -> 1-acetylcyclopentene
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這是一道標準的「分子內醇醛縮合反應 (Intramolecular Aldol Condensation)」題型。考生首先應辨識出圖示反應物實為 6-oxoheptanal(題幹文字中的 2,7-octanedione 為誤植或辨識錯誤)。解題關鍵在於評估鹼性條件下不同 α-碳去質子化後關環的產物穩定性:拔除酮的 α-H (C5) 攻擊醛基 (C1),會形成動力學與熱力學皆有利的五元環;隨後再透過 E1cB 機構脫去水分子,形成熱力學高度穩定的 α,β-不飽和共軛系統。

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【解題思路】本反應為鹼催化之分子內醇醛縮合反應 (Intramolecular Aldol Condensation)。依圖示結構,起始物應為 6-oxoheptanal,經區域選擇性地形成烯醇陰離子、關環並脫水,最終生成共軛的 1-acetylcyclopentene。 【反應機構詳解】 為正確推導機構,先將反應物 6-oxoheptanal 進行碳鏈編號:醛基碳為 C1,酮羰基碳為 C6。本反應機構可分為四個主要步驟(作答時須畫出完整的結構式與電子轉移曲箭頭):

小題 (二)

3-(2,5-dichlorophenyl)-3-phenylpropanoyl chloride + AlCl3 -> α-tetralone derivative
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本題考查經典的分子內傅-克醯基化反應(Intramolecular Friedel-Crafts acylation)。解題關鍵有二:第一,利用電子轉移箭頭正確畫出醯氯與 AlCl₃ 作用生成醯基陽離子的過程;第二,評估兩芳香環的親核性。因 2,5-二氯苯環受鹵素誘導撤電子效應而被去活化,故親電攻擊會選擇性地發生在電子密度較高的未取代苯環上,進而完成環化。

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【解題思路】本題考查分子內傅-克醯基化反應(Intramolecular Friedel-Crafts Acylation)。解題核心在於透過電子轉移箭頭(Curved arrows)精確描述醯基陽離子的生成,並比較分子內兩苯環的相對親核性,以決定環化的區域選擇性。 【詳解】 本反應機構可分為三個主要步驟:

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