調查局三等申論題
113年
[化學鑑識組] 有機化學
第 一 題
📖 題組:
根據下列 2-methylbut-2-ene 的反應,請回答下列問題: (圖示 2-methylbut-2-ene 經 Reagent 1 及 Reagent 2 的反應途徑)
根據下列 2-methylbut-2-ene 的反應,請回答下列問題: (圖示 2-methylbut-2-ene 經 Reagent 1 及 Reagent 2 的反應途徑)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
寫出如果 2-methylbut-2-ene 在酸性的水溶液中(H3O+)所得到的主要產物。(2 分)
思路引導 VIP
看到烯類與酸性水溶液(H3O+)反應,應直覺聯想到「酸催化水合反應(Acid-catalyzed hydration)」。解題關鍵在於運用馬可尼可夫法則(Markovnikov's rule)推導碳陽離子中間體,找出最穩定的碳陽離子位置,再讓水分子親核攻擊該位置即可得解。
小題 (二)
寫出由 2-methylbut-2-ene 合成 3-methylbutan-2-ol 的試劑(Reagent 1)。(6 分)
思路引導 VIP
解題時首先比對起始物與產物的結構差異,發現反應為烯類的「加水」反應。接著觀察 OH 基團加成的位置,判斷出 OH 接在取代基較少的二級碳上,屬於反馬可尼可夫加成(anti-Markovnikov addition),由此可直接聯想到必須使用「硼氫化-氧化反應」的專屬試劑。
小題 (三)
寫出由 3-methylbutan-2-ol 合成 2-chloro-3-methylbutane 的試劑(Reagent 2)。(2 分)
思路引導 VIP
觀察反應前後,二級醇(3-methylbutan-2-ol)轉化為二級氯烷(2-chloro-3-methylbutane),且碳骨架並未改變。由於受質鄰位具備三級碳,若使用酸性條件(如 HCl)會生成碳陽離子並引發 1,2-氫轉移(hydride shift)重排;因此必須選定不經過游離碳陽離子機制(走 SN2)的鹵化試劑。