調查局三等申論題
114年
[化學鑑識組] 有機化學
第 一 題
📖 題組:
請寫出下列反應之反應機構(每小題 10 分,共 30 分) (一) Diethyl heptanedioate + 1.05當量 NaOEt; H3O+ -> ethyl 2-oxocyclohexanecarboxylate (二) 1-vinylcyclobutane derivative + 催化量 H2SO4, EtOH -> 1-ethoxy-1-methylcyclopentane (三) 2-Naphthol + p-Toluenediazonium chloride -> 1-(p-Tolylazo)-2-naphthol
請寫出下列反應之反應機構(每小題 10 分,共 30 分) (一) Diethyl heptanedioate + 1.05當量 NaOEt; H3O+ -> ethyl 2-oxocyclohexanecarboxylate (二) 1-vinylcyclobutane derivative + 催化量 H2SO4, EtOH -> 1-ethoxy-1-methylcyclopentane (三) 2-Naphthol + p-Toluenediazonium chloride -> 1-(p-Tolylazo)-2-naphthol
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
Diethyl heptanedioate + 1.05當量 NaOEt; H3O+ -> ethyl 2-oxocyclohexanecarboxylate
思路引導 VIP
本題測試 Dieckmann 縮合(分子內 Claisen 縮合)。看到兩端有酯基的長鏈分子,加入強鹼及後續酸處理,應立即聯想到 α-碳去質子化後,進行分子內親核攻擊,形成穩定的五元或六元環狀 β-酮酯,最後經不可逆的去質子化與酸處理得到產物。
小題 (二)
1-vinylcyclobutane derivative + 催化量 H2SO4, EtOH -> 1-ethoxy-1-methylcyclopentane
思路引導 VIP
- 觀察結構變化:四元環擴張為五元環,且雙鍵消失並接上乙氧基,推斷為酸催化下的烯烴加成伴隨擴環反應。
- 重排邏輯:質子化生成 2° 碳陽離子 → 擴環釋放環張力產生新的 2° 碳陽離子 → 1,2-氫轉移產生更穩定的 3° 碳陽離子。
小題 (三)
2-Naphthol + p-Toluenediazonium chloride -> 1-(p-Tolylazo)-2-naphthol
思路引導 VIP
看到這題應立刻聯想到「偶氮偶合反應(Azo Coupling)」,這是一種標準的親電性芳香族取代反應(EAS)。解題關鍵在於辨識 2-naphthol 為富電子芳香環(親核劑),而重氮鹽(Diazonium salt)為親電劑,並掌握 2-naphthol 的最高活性位點位於 C1(α位),以畫出正確的電子轉移與中間體。