第 二 題
請寫出下列反應的主要產物(表示正確的立體化學,每小題 5 分,共 50 分)
小題 (二)
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看到 ZnCl2 與 HCl(盧卡斯試劑),應立刻想到醇轉化為鹵代烷的親核取代反應。判斷反應物為單純的二級醇(2-己醇),反應主要循 SN1 機制進行,羥基經路易斯酸活化後脫離形成二級碳陽離子,最後由氯離子攻擊得到對應的氯代烷產物。
小題 (一)
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看到鄰苯二甲酸衍生物與雙端親核試劑(如聯氨 Hydrazine),應立刻聯想到發生雙重親核醯基取代與脫水反應,形成熱力學穩定的六元環狀化合物。此反應為經典的化學發光劑魯米諾(Luminol)合成的第一步前驅物反應。
小題 (三)
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看到反應物含有「甲基酮 (Methyl ketone)」結構,且試劑為過量鹵素(I2)與強鹼(NaOH),應立即聯想到鹵仿反應(Haloform reaction)中的碘仿反應。解題關鍵在於甲基將被完全鹵化並斷裂形成碘仿(CHI3),剩下的芳香醯基部分在鹼性條件下會形成羧酸鹽,最後再經由酸處理(H3O+)質子化轉變為羧酸產物。
小題 (四)
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看到「烯丙基芳基醚(allyl phenyl ether)」加上高溫(160°C)條件,應立即聯想到經典的克萊森重排反應(Claisen rearrangement)。接著檢查苯環的鄰位(ortho-position)空間狀態:若一個鄰位已被取代基佔據,[3,3]-σ遷移會精準導向另一個未取代的鄰位,最後透過互變異構恢復芳香性生成酚類產物。
小題 (五)
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看到 Gilman 試劑 (nBu₂CuLi) 與 α,β-不飽和酮的組合,應立刻聯想到 1,4-共軛加成反應(Michael addition)。這類有機銅鋰試劑作為「軟」親核試劑,會選擇性地攻擊 β-碳,最後經加水質子化得到飽和酮。解題時務必檢查加成後的 β-碳是否形成新的手性中心,並依此正確標示產物的立體化學特徵(如外消旋體)。
小題 (六)
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看到 Zn/Cu 與 CH2I2 試劑,應立即聯想到 Simmons-Smith 反應(環丙烷化反應)。此反應的關鍵在於其具備立體專一性(stereospecific),為協同的順式加成(syn-addition),因此起始物的反式(trans)雙鍵構型必須在產物中被保留,形成反式的環丙烷衍生物。
小題 (七)
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看到二級醇與 SOCl2 及胺類鹼(如 Et3N 或 Pyridine)的反應,應立即聯想到 SN2 親核取代反應。鹼的存在會促使產生游離的氯離子並進行背面攻擊,導致該掌性中心發生立體化學反轉(Inversion of configuration)。
小題 (八)
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看到二烷基銅鋰(Gilman試劑)與 α,β-不飽和酮,首要直覺是進行 1,4-共軛加成反應(Michael addition)。異丙基作為軟親核試劑會攻擊位阻較小的 β-碳,隨後水解質子化。因起始物無手性,需注意產物會以外消旋體(Racemic mixture)形式存在。
小題 (九)
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考生看到酮類與二級胺(如 pyrrolidine)在酸性條件下的反應,應立即想到「烯胺(Enamine)合成」。解題關鍵在於決定最後脫去哪一個 α-質子形成雙鍵;本題中,C2 位置脫去質子後所形成的雙鍵能與苯環產生高度共軛,形成熱力學最穩定的產物。
小題 (十)
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看到多取代二烯與含拉電子基的親雙烯體(馬來酸酐)在加熱條件下反應,應立即聯想到 Diels-Alder 反應([4+2] 環加成)。解題關鍵在於確認雙烯體的取代基位置(2,3-位乙基將落在產物雙鍵上)以及親雙烯體的立體專一性(馬來酸酐的順式構型須在產物中保留)。