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高考申論題 113年 [化學工程] 材料化學(包括有機化學、無機化學)

第 三 題

📖 題組:
請寫出下列反應的主要產物:(請表示正確的立體化學,每小題 5 分,共 50 分)
📝 此題為申論題,共 10 小題

小題 (三)

反應物:1-methylcyclohexene + Br2, CH3CN, H2O

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這是鹵醇(halohydrin)生成反應。溴分子與烯烴形成溴鎓離子中間體,接著水分子(親核劑)攻擊取代基較多的碳(Markovnikov 取向),且為反式(anti)加成。

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【考點分析】 烯烴的親電加成、溴鎓離子中間體、區域選擇性與立體選擇性。 【理論/法規依據】

小題 (一)

反應物:1-phenyl-1-bromoethane + Phthalimide potassium salt (1.反應), 隨後加上 H2N-NH2 (2.反應)。

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這是典型的 Gabriel Synthesis(加百列伯胺合成法)。第一步是鄰苯二甲醯亞胺負離子對二級鹵烷進行 SN2 反轉攻擊;第二步是聯胺(hydrazine)將醯亞胺水解,釋放出伯胺。

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【考點分析】 Gabriel amine synthesis、SN2 反應、親核取代。 【理論/法規依據】

小題 (二)

反應物:(S)-1-cyclohexylethanol + SOCl2, Et3N

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醇與 SOCl2 的反應。在沒有鹼(如 pyridine 或 Et3N)時,常走 SNi 機構保持構型;但在加入 Et3N 後,形成的中間體會被 Cl- 從背面攻擊走 SN2,導致構型反轉。

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【考點分析】 醇的鹵化反應、SN2 反轉、鹼對機構的影響。 【理論/法規依據】

小題 (四)

反應物:cis-Methyl oleate 類型的烯烴 + Zn/Cu, CH2I2

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這是 Simmons-Smith 反應,用於將烯烴轉化為環丙烷。此反應為協同反應(concerted),立體構型會保留(cis 仍為 cis)。

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【考點分析】 Simmons-Smith 氣化反應、類卡賓(carbenoid)加成。 【理論/法規依據】

小題 (五)

反應物:2-methyl-2-pentene + 1. Hg(OAc)2, CH3CN, H2O; 2. NaBH4, NaOH

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羥汞化-去汞反應(Oxymercuration-Demercuration)。這是一個馬可尼可夫(Markovnikov)加成且不發生重排的反應。水作為親核劑攻擊較穩定的位置。

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【考點分析】 烯烴水合反應、區域選擇性、避免重排。 【理論/法規依據】

小題 (六)

反應物:4-chloro-1-butanol + NaOH(aq)

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分子內 Williamson 醚合成法。強鹼 NaOH 奪走醇的質子形成烷氧負離子(RO-),隨後進行分子內 SN2 攻擊遠端的 C-Cl 鍵。

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【考點分析】 分子內親核取代反應、環狀醚合成。 【理論/法規依據】

小題 (七)

反應物:3,5-dimethylphenylacetylene + 1. PhMgCl; 2. Benzyl bromide (PhCH2Br)

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炔烴的烷基化。末端炔烴具備酸性,第一步格林納試劑(或強鹼)奪取質子形成炔基陰離子;第二步炔基陰離子作為親核劑攻擊鹵化苄發生 SN2。

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【考點分析】 末端炔的酸性、炔基陰離子親核取代。 【理論/法規依據】

小題 (八)

反應物:1-methylcyclohexene + 1. O3, CH2Cl2, -78C; 2. (CH3)2S

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臭氧化反應(Ozonolysis)。還原性工作後(Me2S),C=C 雙鍵斷裂,兩端分別轉化為羰基(酮或醛)。

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【考點分析】 烯烴氧化斷裂。 【理論/法規依據】

小題 (九)

反應物:2-methylcyclohexanone + Pyrrolidine (五員含氮環), H2SO4(cat.)

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烯胺(Enamine)生成反應。二級胺與具有 α-H 的酮反應,脫水生成烯胺。需注意雙鍵的位置,通常形成較多取代(較穩定)的雙鍵,但在烯胺中因立體障礙,有時會偏向較少取代側。

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【考點分析】 烯胺合成、脫水反應。 【理論/法規依據】

小題 (十)

反應物:Cyclohex-2-en-1-one + (t-Bu)2CuLi, 隨後 H2O

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吉爾曼試劑(Gilman reagent)的加成。有機銅鋰試劑傾向於對 α,β-不飽和羰基化合物進行 1,4-加成(共軛加成),而非 1,2-加成。

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【考點分析】 共軛加成(Michael addition)、吉爾曼試劑特性。 【理論/法規依據】

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