免費開始練習
調查局三等申論題 114年 [醫學鑑識組] 有機化學

第 八 題

📖 題組:
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)
📝 此題為申論題,共 10 小題

小題 (八)

圖示為 4,4-dimethylcyclohex-2-en-1-one 加入 iPr2CuLi; H2O
題目圖片

思路引導 VIP

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。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】觀察到 α,β-不飽和酮與 Gilman 試劑 (R₂CuLi) 共同作用,應利用其軟親核特性進行 1,4-共軛加成反應。 【詳解】 已知:起始物依圖示為 5,5-dimethylcyclohex-2-en-1-one(C=O 為 C1,雙鍵在 C2-C3,甲基在 C5;註:題幹雖稱 4,4-dimethyl,但依標準鍵線式圖形為 5,5-dimethyl),試劑 iPr₂CuLi 提供異丙基親核基。

小題 (一)

圖示為 3-nitrophthalic acid 加入 H2N-NH2 的反應
題目圖片

思路引導 VIP

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。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題關鍵】雙官能基親核試劑與鄰位雙羧酸的分子內環化縮合(脫水)反應。 【解答】 反應類型:親核醯基取代反應(Nucleophilic acyl substitution)與分子內環化。

小題 (二)

圖示為含有端烯與二級醇的長鏈分子,加入 ZnCl2, HCl
題目圖片

思路引導 VIP

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。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】 本題考查盧卡斯試劑(Lucas reagent, ZnCl2 / HCl)對二級醇的親核取代反應,主要循 SN1 機制進行,將醇轉化為相應的氯代烷。 【解析】

小題 (三)

圖示為 4-methylacetophenone 加入 (1) 過量 I2, NaOH(水溶液) (2) H3O+
題目圖片

思路引導 VIP

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。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】 本題考查典型的「碘仿反應(Iodoform reaction)」。帶有甲基酮結構的化合物在鹼性環境中與過量碘作用,會發生特定位置的碳-碳鍵斷裂,將甲基酮氧化為對應的羧酸。 【論述】

小題 (四)

圖示為 1-allyloxy-2-methylbenzene 在 160°C 的反應
題目圖片

思路引導 VIP

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。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】利用克萊森重排反應(Claisen rearrangement)的 [3,3]-σ遷移機制進行推斷。 【詳解】 已知:由圖示結構可知,反應物實際為 allyl 2,4-dimethylphenyl ether(2,4-二甲基苯基烯丙基醚),其苯環上的 C2 與 C4 位置皆帶有甲基。

小題 (五)

圖示為 α,β-不飽和酮 加入 nBu2CuLi; H2O
題目圖片

思路引導 VIP

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)。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】利用 Gilman 試劑 (R₂CuLi) 對 α,β-不飽和羰基化合物進行 1,4-共軛加成反應。 【詳解】 已知:反應物為 α,β-不飽和酮((E)-5-甲基庚-4-烯-3-酮),試劑為 nBu₂CuLi(二正丁基銅鋰),隨後加入 H₂O 進行淬滅。

小題 (六)

圖示為 4,4'-dimethoxystilbene 加入 Zn/Cu, CH2I2
題目圖片

思路引導 VIP

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。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】使用 Zn/Cu 與 CH2I2 為標準的 Simmons-Smith 反應條件,可生成類碳烯對烯烴進行環丙烷化,且反應具備立體專一性(Stereospecific)。 【詳解】 已知:起始物為 trans-4,4'-dimethoxystilbene(反式-4,4'-二甲氧基二苯乙烯),雙鍵兩側的芳香環處於反式位置。試劑為 Zn/Cu, CH2I2,會生成具活性的類碳烯(Carbenoid)中間體 $\text{I-CH}_2\text{-Zn-I}$。

小題 (七)

圖示為帶有三級醇的 trans-decalin 衍生物加入 Et3N, SOCl2
題目圖片

思路引導 VIP

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)。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】利用 SOCl2 與弱鹼 (Et3N) 進行醇的氯化反應,透過 SN2 機制推導立體化學的變化。 【詳解】 已知:起始物具有二級醇結構,掌性碳上的 -OH 基團為楔形鍵 (wedge)、-H 為虛線鍵 (dash);反應試劑為 SOCl2 與 Et3N。

小題 (九)

圖示為 1-tetralone 與 pyrrolidine (催化量 H2SO4)
題目圖片

思路引導 VIP

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。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】酮類與二級胺在酸催化下進行脫水縮合,生成烯胺(Enamine)。 【詳解】 已知:1-tetralone(芳香環稠合的環酮)與 pyrrolidine(二級胺)在催化量硫酸下進行反應。

小題 (十)

圖示為一多取代二烯與馬來酸酐 (Maleic anhydride) 在甲苯中加熱
題目圖片

思路引導 VIP

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)。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】本題考查經典的 Diels-Alder 反應([4+2] 環加成),需根據反應物的結構特性與立體專一性原則推導最終產物。 【詳解】 已知:

📝 Gilman 試劑共軛加成
💡 Gilman 試劑對 α,β-不飽和酮進行 1,4-共軛加成。
比較維度 Gilman 試劑 (R2CuLi) VS 格氏試劑 (RMgX)
親核性類型 軟親核試劑 硬親核試劑
攻擊位置 1,4-共軛加成 (β-碳) 1,2-加成 (羰基碳)
最終產物 飽和酮 不飽和醇
💬Gilman 試劑因其軟親核性,是合成 β-位取代飽和酮的重要工具。
🧠 記憶技巧:軟親 14 (Gilman)、硬親 12 (Grignard);軟對軟、硬對硬。
⚠️ 常見陷阱:最常誤用 1,2-加成模式攻擊羰基碳;其次是忘記產物 C3 位具手性,遺漏消旋性標註。
Michael Addition Grignard Reagent vs Gilman Reagent Keto-Enol Tautomerization

🏷️ AI 記憶小卡 VIP

AI 記憶小卡

升級 VIP 解鎖記憶小卡

考前複習神器,一眼掌握重點

🏷️ 相關主題

有機化學反應機制與產物預測:Markovnikov規則應用
查看更多「[醫學鑑識組] 有機化學」的主題分類考古題