調查局三等申論題
112年
[化學鑑識組] 有機化學
第 一 題
📖 題組:
請寫出下列反應式之完整反應機構:(每小題 10 分,共 20 分) (一) [戊酸] + CH3NH2 <-> (DCC) -> [N-methylpentanamide] + [DCU] (二) [2-bromo-4-isopropylcyclohexanone] -> 1. NaOH, H2O 2. H3O+ -> [3-isopropylcyclopentanecarboxylic acid derivative]
請寫出下列反應式之完整反應機構:(每小題 10 分,共 20 分) (一) [戊酸] + CH3NH2 <-> (DCC) -> [N-methylpentanamide] + [DCU] (二) [2-bromo-4-isopropylcyclohexanone] -> 1. NaOH, H2O 2. H3O+ -> [3-isopropylcyclopentanecarboxylic acid derivative]
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (一)
[戊酸] + CH3NH2 <-> (DCC) -> [N-methylpentanamide] + [DCU]
思路引導 VIP
看到羧酸與胺在 DCC 存在下反應,應立即聯想到這是經典的醯胺偶聯反應(Amide coupling)。解題核心在於描繪 DCC 如何活化羧酸:將原本難以離去的 -OH 基團轉化為優良的離去基(O-acylisourea 中間體),接著由胺進行親核攻擊完成醯基取代,最終脫去熱力學極穩定的副產物 DCU 以驅動反應進行。
小題 (二)
[2-bromo-4-isopropylcyclohexanone] -> 1. NaOH, H2O 2. H3O+ -> [3-isopropylcyclopentanecarboxylic acid derivative]
思路引導 VIP
觀察反應物為 α-鹵代酮,且產物為縮小一個碳環的羧酸,可判定發生 Favorskii 重排反應。進一步觀察羰基另一側的 α'-碳 (C6) 被兩個甲基取代,缺乏可拔除的 α-質子,無法生成典型的環丙酮中間體。因此,必須採用「準法沃斯基重排 (Quasi-Favorskii rearrangement)」機制,由鹼直接攻擊羰基碳後,引發烷基遷移並擠除鹵素離子以完成縮環。