調查局三等申論題
113年
[醫學鑑識組] 有機化學
第 三 題
📖 題組:
下列化合物是 3-hexyne,分別在 Lindlar catalyst 和 H2的條件下,以及鈉在液態氨中進行還原反應,分別得到化合物 A 和 B;化合物 A 和 B 又分別與溴在四氯化碳中反應,分別得到 C 和 D,請回答下列問題:(每小題 2 分,共 10 分) (反應式圖示略)
下列化合物是 3-hexyne,分別在 Lindlar catalyst 和 H2的條件下,以及鈉在液態氨中進行還原反應,分別得到化合物 A 和 B;化合物 A 和 B 又分別與溴在四氯化碳中反應,分別得到 C 和 D,請回答下列問題:(每小題 2 分,共 10 分) (反應式圖示略)
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (三)
寫出化合物 C 的結構。(提示:必須明確標示立體化學)
思路引導 VIP
看到此題,首先應從試劑辨識反應的立體化學選擇性:Lindlar 催化劑還原炔類為順式(syn)加成,因此化合物 A 為 cis-3-hexene。接著,烯類與溴的加成反應為反式加成(anti-addition)。將反式加成應用於對稱的順式烯類上,會產生外消旋混合物(racemic mixture)。最後,需將此立體關係正確轉換為標準的鋸齒狀鍵線式作答。
小題 (一)
寫出化合物 A 的結構。
思路引導 VIP
看到 3-hexyne(內炔)與 H2 / Lindlar 催化劑的反應條件,應立刻聯想到這是立體專一性的部分還原反應。Lindlar 催化劑會促使氫氣進行同側加成(syn-addition),因此必定生成順式(cis / Z)的烯烴產物。
小題 (二)
寫出化合物 B 的結構。
思路引導 VIP
看到「鈉/液態氨(Na/NH3)」作用於炔類,應立即聯想到溶解金屬還原反應(Dissolving metal reduction)。此反應透過自由基陰離子中間體進行反式加成(anti-addition),會專一性地將內部炔(internal alkyne)還原為反式烯類(trans-alkene)。
小題 (四)
寫出化合物 D 的結構。(提示:必須明確標示立體化學)
思路引導 VIP
本題核心在於立體化學的連續推導。第一步需知道 Na/NH3 還原炔類會生成反式烯烴((E)-3-hexene);第二步則是烯烴與 Br2 的鹵素加成屬於反式加成(anti-addition)。根據立體化學原則,反式烯烴進行反式加成會產生內消旋(meso)化合物,繪圖時需注意對稱性或反轉中心。
小題 (五)
鈉剛開始溶在液態氨中是什麼顏色?
思路引導 VIP
本題測驗對於 Birch 還原反應或炔類還原反應中,鹼金屬溶解於液態氨之物理現象的了解。看到鹼金屬溶於液氨,應立刻聯想到「溶劑化電子(solvated electrons)」的生成,並回憶其在稀溶液與濃溶液中不同的顯色特徵。