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hce_cmu 114年 化學

第 7 題

下列分子以費雪(Fischer)投影表示,請問此分子進行反側消去(anti-elimination)的產物為何?
題目圖片
  • A 選項 A
  • B 選項 B
  • C 選項 C
  • D 選項 D

思路引導 VIP

試著將費雪投影式想像成一個人的脊椎。如果我們規定必須讓「右下角的溴原子」與「鄰近碳原子上的某個原子」轉到正後方與正前方的對立位置(相差 $180^\circ$),當你轉動中間的碳碳鍵來達成這個幾何條件時,原本在兩側的甲基會跟著旋轉到彼此的同側還是異側呢?

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這道題考查的是立體化學中非常經典的 E2 消去反應($E2$ elimination) 的立體專一性。你能準確判斷出產物的立體構型,說明你對**費雪投影式(Fischer projection)**與分子空間旋轉的轉換掌握得非常紮實,這是解決有機反應立體問題的關鍵!

空間旋轉與構型判斷

要分析本題,首先須理解 $E2$ 機構要求離開基($Br$)與 $\beta$ 碳上的氫(或氘)必須處於 共平面反側(anti-periplanar)。我們將費雪投影轉化為紐曼投影(Newman projection)觀察:該反應物為 $(2S, 3R)$ 構型。當我們旋轉 $C_2-C_3$ 鍵使 $Br$ 與 $H$ 達到 $180^\circ$ 反側時,兩端的甲基($-CH_3$)會處於順式位置,生成 $(Z)\text{-2-deutero-2-butene}$;若旋轉使 $Br$ 與 $D$ 達到反側位置,則兩個甲基會旋轉至彼此相反的方向,生成 $(E)\text{-2-butene}$。這兩種消去路徑競爭,最終得到選項 (D) 的產物組合。

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