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調查局三等申論題 111年 [醫學鑑識組] 有機化學

第 三 題

📖 題組:
請寫出下列英文名稱的化學結構:(每小題 2 分,共 10 分) (一) Tetramethylsilane (二) Indole(吲哚) (三) Malonic acid(馬來酸) (四) Glucose(葡萄糖) (五) Ethyl vinyl ketone
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (三)

Malonic acid(馬來酸)

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記憶脂肪族二羧酸的經典口訣為「Oh My Such Good Apple Pie」,分別對應總碳數2到7的二酸。其中「My」即代表 Malonic acid,為含有3個碳的二羧酸(丙二酸)。需特別注意,本題中文附註的「馬來酸」為常見的翻譯混淆(馬來酸應為 Maleic acid,即順丁烯二酸),在高等有機化學考試中,務必以英文 IUPAC 或慣用名為主進行結構繪製,並可於卷面上加註說明以確保得分。

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【解答】 本題英文名稱 Malonic acid 對應之中文為「丙二酸」(IUPAC命名:Propanedioic acid),其化學結構式為: HOOC-CH₂-COOH

小題 (一)

Tetramethylsilane

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將化學名稱拆解為字根:『Tetra-』代表四個,『methyl』代表甲基(-CH3),『silane』代表以矽(Si)為中心的矽烷。同時可聯想其在化學分析中的重要性:即 NMR 光譜常用的內部標準物(TMS)。

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化學結構式:Si(CH3)4 【結構描繪指引】 在考卷上作答時,請以矽(Si)為中心原子,畫出四條單鍵分別連接四個甲基(-CH3)。為展現高度學術嚴謹性,建議以楔形鍵(Wedges/Dashes)標示出其標準的四面體(Tetrahedral)立體幾何結構(兩條實線鍵在紙平面,一個實心楔形鍵朝前,一個虛線楔形鍵朝後)。

小題 (二)

Indole(吲哚)

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看到「Indole(吲哚)」時,應聯想到其為常見的芳香族雜環化合物,廣泛存在於色胺酸及多種生物鹼中。結構上由一個苯環與一個吡咯(pyrrole)環稠合而成,繪製時需注意五元環上的氮原子帶有一個氫(-NH-),並確認雙環體系具備 10 π 電子的芳香性共軛雙鍵。

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Indole(吲哚)的化學結構為一個苯環(benzene)與一個吡咯環(pyrrole)稠合而成的雙環芳香族雜環化合物。 【結構繪製要點】

  1. 骨架:畫出一個六元環(苯環)與一個相鄰的五元環,兩者共用兩個相鄰的碳原子。

小題 (四)

Glucose(葡萄糖)

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看到葡萄糖 (Glucose),應立即聯想到它是最常見的六碳醛醣 (Aldohexose)。作答時首選繪製 D-Glucose 的 Fischer 投影式,記住立體中心 C2 至 C5 的羥基方向為『右、左、右、右』;若欲展現高度學術嚴謹性以爭取高分,可追加繪製最穩定的環狀椅型構象(β-D-Glucopyranose),並強調所有取代基皆位於赤道鍵 (Equatorial)。

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Glucose(葡萄糖)的化學結構特徵如下:

  1. 開鏈結構 (Fischer 投影式,以自然界最常見的 D-Glucose 為例): 葡萄糖為六碳醛醣 (Aldohexose),C2、C3、C4、C5 的立體中心組態分別為 2R, 3S, 4R, 5R。鍵線與原子標示如下:

小題 (五)

Ethyl vinyl ketone

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看到「Ethyl vinyl ketone」,應採用基團拆解法:字尾「ketone」表示中心為酮羰基(C=O),前方兩個字首「Ethyl」與「vinyl」代表羰基兩側分別連接乙基(-CH2CH3)與乙烯基(-CH=CH2)。組合後即可畫出結構。

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Ethyl vinyl ketone(乙基乙烯基酮)的化學結構半展開式為: CH₃-CH₂-C(=O)-CH=CH₂ ・結構特徵:以酮的羰基(C=O)為中心,一側連接乙基(-CH₂CH₃),另一側連接乙烯基(-CH=CH₂)。

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