地特三等申論題
112年
[化學工程] 有機化學
第 四 題
📖 題組:
二、劃出下列各反應的產物結構。(每小題 5 分,共 20 分)
二、劃出下列各反應的產物結構。(每小題 5 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (四)
H2 / Lindlar's cat.
思路引導 VIP
看到 Lindlar's cat.(林德拉催化劑)搭配氫氣 (H₂),應立即聯想到「炔類的部分氫化反應」。此催化劑活性經特殊處理而降低,會將炔類還原至烯類便停止;且因反應發生於金屬表面,必定進行「順式加成 (syn-addition)」,專一性地生成順式烯類 (cis-alkene / Z-alkene)。
小題 (一)
1) 9-BBN 2) H2O2, NaOH
思路引導 VIP
看到末端炔烴與 9-BBN、H2O2/NaOH,應立即聯想到「硼氫化-氧化反應」。由於 9-BBN 具備極大的立體障礙,會進行反馬可尼可夫加成(anti-Markovnikov addition)生成末端烯醇,接著經酮-烯醇互變異構形成「醛」,解題時務必確認碳數保持不變。
小題 (二)
1 eq Br2 / CCl4
思路引導 VIP
看到末端炔烴與 1 當量 Br2 的反應,首先想到親電加成反應將停留在「烯烴」階段(不會進一步生成四鹵烷)。接著必須考慮立體化學,鹵素加成通常經歷橋環溴鎓離子(Bromonium ion)中間體,導致背面攻擊的「反式加成(anti-addition)」,因此主要產物必須畫出 (E)-異構物。
小題 (三)
1) O3 2) H2O
思路引導 VIP
看到反應條件 1) O3 2) H2O 作用於內部炔類,應立刻聯想到炔類的臭氧化切斷反應(Oxidative cleavage),三鍵會完全斷裂並氧化成兩個羧基(-COOH)。接著仔細計算反應物環上的碳原子總數,確認這是一個 10 元環且在三鍵旁帶有甲基。環狀炔類斷裂後會開環形成直鏈的二元羧酸,據此推導出含有 10 碳主鏈且在 α-位置帶有甲基的產物結構。
炔類部分氫化反應
💡 使用毒化催化劑將炔還原為順式烯,具高度立體選擇性。
| 比較維度 | 林德拉催化劑 (H2/Pd) | VS | 溶解金屬還原 (Na/NH3) |
|---|---|---|---|
| 產物組態 | 順式 (cis / Z) | — | 反式 (trans / E) |
| 加成模式 | 順式加成 (Syn) | — | 反式加成 (Anti) |
| 反應機制 | 金屬表面非均相催化 | — | 自由基陰離子路徑 |
💬林德拉催化劑與鈉氨還原互為立體互補,是控制烯類組態的關鍵。