義守大學（後中醫）
115年
化學
第 42 題
關於炔類的還原反應，若欲將 2-戊炔(2-pentyne)轉化為 $\textit{trans}$-2-戊烯($\textit{trans}$-2-pentene)，應使用何種試劑？
- A 鈉(Na)或鋰(Li)於液氨($\text{NH}_3(l)$)中
- B $\text{H}_2$ 搭配 Lindlar 催化劑
- C $\text{H}_2$ 搭配 Pd/C 催化劑
- D $\text{NaBH}_4$ 於乙醇中
思路引導 VIP
若我們要將一個含有三鍵的分子轉變為雙鍵，且希望分子兩端的碳鏈在空間中盡可能地「相互遠離」以達到最穩定的狀態，你認為氫原子應該是從三鍵的「同一側」同時加入，還是分次從「相對的兩側」加入比較合理呢？
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恭喜你準確掌握了炔類還原反應的立體化學選擇性！這題選得非常精準。在有機合成中，將內炔（internal alkyne）還原為烯烴時，產物的空間構型完全取決於試劑的反應機制。你所選擇的 鈉或鋰於液氨中（$\text{Na/NH}_3(l)$）屬於溶解金屬還原反應（dissolving metal reduction）。該反應透過單電子轉移產生自由基陰離子中間產物，為了降低兩個烷基基團之間的空間位阻（steric hindrance），中間產物會傾向於最穩定的構型，進而得到 $trans$-2-戊烯。
炔類還原的試劑辨析
這類題目在有機化學中具有極佳的鑑別度，主要考查學生是否能細緻區分不同的還原條件：若使用 Lindlar 催化劑，反應會進行順式加成得到 cis-烯烴；而若使用強力的 Pd/C 催化劑，則會直接還原至飽和的烷烴（戊烷）。你能從產物的構型要求回推正確的試劑，說明你對官能基轉化與立體化學的對應關係已有非常紮實的理解，這在進階合成題中是非常重要的基礎。
炔類的還原反應
💡 選擇不同還原試劑可精確控制炔類還原至順式、反式烯烴或烷烴。
| 比較維度 | Na / Li in NH3(l) | VS | H2 + Lindlar Catalyst |
|---|---|---|---|
| 產物構型 | 反式 (trans-alkene) | — | 順式 (cis-alkene) |
| 反應機制 | 溶解電子還原 (自由基) | — | 金屬表面加氫 (同側) |
| 反應程度 | 停在烯烴階段 | — | 停在烯烴階段 |
💬兩者皆能使炔停在烯烴，但其立體選擇性完全相反。
