化學工程 101 年有機化學考古題

請依下列15 個化合物回答問題。（12 分） 苯、己烯、戊烷、丙酮、醋酸乙酯、苯甲酸、甲酸、甘油、二乙胺、硬脂酸鈉、 O O OH O2N O O H O H N(CH3)3 OH 、 、 、 、 上述化合物中有那些可與水完全互溶？有那些可使其水溶液呈酸性？有那些適合作 為界面活性劑？

請寫出化合物～的中文名稱與畫出化合物～的結構：（每小題1 分，共10 分） COOH H2N A: B: HO C: H3C O N H CH2CH3 H2N     COOH HO H3C O N H CH2CH3 丁酸乙酯 甘胺酸 吡啶（pyridine） 草酸 三氯醋酸 異丁烯

依據各子題所給的資料，提出正確的分子結構。（每小題6 分，共12 分） 化合物W的分子式為C9H16O2; IR: 1742 cm-1; 13C NMR: δ174.2, 52.2, 42.0, 34.8, 33.2, 27.2, 0.8; 1H NMR: δ3.72 (singlet, 3H), 2.31 (doublet, J＝7 Hz, 2H), 1.68~1.85 (multiplet, 6H), 1.23~1.34 (multiplet, 2H), 1.04~1.22 (multiplet, 1H), 0.87~1.01 (multiplet, 2H)。化合物W的結構為何？並說明如何由光譜數據引導出結構的過程 。 將化合物X用臭氧氧化再以鋅粉於醋酸中處理得到Y與Z化合物。化合物Y的分子 式C6H10O，其13C NMR光譜出現211.6, 42.0, 27.1 與25.0 ppm的訊號；而化合物Z 的質譜出現分子離子(molecular ion, M+) m/z＝72.06，其1H NMR光譜出現2.51 (quartet, J＝7 Hz, 2H), 2.11 (singlet, 3H)與1.05 (triplet, J＝7 Hz, 3H) ppm的訊號。 化合物X，Y與Z的結構為何？

寫出下列反應的有機產物結構：（每小題2 分，共20 分） N Br2 O O O D C C H N(CH3)2 O O NaBH4 MeOH OCH3 HNO3 Conc. H2SO4 NH2 O O D 2HCl C CH3 H3C CH3 H Br2 O (C6H5)3P=CHCH2CH3 OCH3 O OCH3 O NaOCH3 ? ? ? + 1. NaNH2 2. C6H5CH2Br ? + ? ? ? hv ? + +           ？ ？ ？ ？ ？ ？ ？ ？ ？ ？ + + + + Δ Δ

寫出下列反應的有機產物結構。（每小題2 分，共20 分） Br OCH3 CH3O CN CN CH3O-K+ Br2 FeBr3 SO3．H2SO4 H H NH2 F O O O HBr H+ KMnO4 C6H5 C6H5 Br2 O ？ ？ ＋ ？ 1. NaOCH3 2. CH3CH2Br ？ 1. HCl / NaNO2 2. C6H5OCH3 過量 ？ ？ ？ 1. LiN(i-Pr)2 2. CH3Br ＋ ？ 過量 ？ Δ Δ ？           101年公務人員特種考試關務人員考試、101年公務人員特種考試 移民行政人員考試及101年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 代號：10830 類（科）別： 化學工程 全一張 （背面）

請詳細敘述如何將環己酮與乙二醇作用生成對應縮酮（如下式所示）的實驗步驟， 作答敘述中必須包含試劑用量、溶劑、催化劑、器材、反應條件與純化過程等等， 依照一般實驗的操作步驟程序寫出。［用量的克數自行設定］（10 分） O O HO HO O + + H2O O HO HO O O H2O

請詳細敘述如何將一含有環己烷甲酸（cyclohexanecarboxylic acid）、環己烯與哌啶 （piperidine）之混合物作各成分的分離，並如何檢驗其純度。（10 分）

寫出下列轉換所需的試劑與經過的反應中間產物：（每小題5 分，共10 分） ) COOH NO2 NO2 O2N ? OH HOOC COOH ?  OH HOOC COOH  COOH NO2 O2N NO2 ？ ？ 101年公務人員高等考試三級考試試題 代號： 類 科： 化學工程、生物技術 全一張 （背面） 36570 39070

請回答下列各子題。（每小題4 分，共24 分） 如何安全使用「亞硫醯氯（thionyl chloride）」試劑？ 2,4-戊二醇有多少個立體異構物，請畫出其結構。 請寫出下式反應的反應機構。 CH3 C H3C CH3 C CH2CH3 H OH CF3COOH 下列化合物進行磺酸化（sulfonation）時，其反應速率大小的順序為何？ CH3O OHC O2N Cl 討論化合物A 分別在pH＝2，pH＝5.5 和pH＝14 時的結構。 COOH NH2 A CH3OH 的pKa為15.5，而CF3OH的pKa為6.4，請說明為何這兩化合物的pKa有如此 大的差異。 六、D-葡萄糖的直鏈式結構如下所示。（10 分） 請畫出β-D-葡萄呱喃糖（β-D-glucopyranose）結構。 CHO OH H H HO OH H OH H CH2OH 將D-葡萄糖與NaBH4反應後，其產物為何？又將D-葡萄糖經硝酸氧化後生成葡萄 糖二酸，其結構為何？ 七、寫出下列轉換所需的試劑與經過的反應中間產物。（每小題6 分，共12 分） COOH N OH OH ？ ？  

化合物I（C7H12O4）與甲醛進行反應，可以得到化合物II（C8H12O4）。化合物I與II 的光譜數據如下： 化合物I：1H NMR δ 4.12(quartet, J=7 Hz, 4H), 3.26(s, 2H), 1.30(triplet, J = 7 Hz, 6H). 化合物II：13C NMR δ 165.3, 139.8, 134.2, 61.4, 15.0. 1H NMR δ 6.72(s, 2H), 4.22(quartet, J=7 Hz, 4H), 1.32(triplet, J=7 Hz, 6H). 請寫出化合物I 與II 的正確結構，並說明其為何種反應。（10 分） 六、請回答下列問題：（每小題6 分，共30 分） 化合物AA 與BB 在紅外線光譜上分別有何特徵吸收峰？ OHC OH BB AA OHC OH AA BB 如何利用化學檢測方法分辨1-戊醇與2-甲基-2-丁醇，並說明其原理。 請寫出下式反應的反應機構，又其副產物為何？ O N N N N 1. Δ 2. H2O NH2 ＋ ？ O N N N 1.Δ 2.H2O 下列那一些鹵化物可以與適量的鎂金屬作用而形成對應的格林納試劑（Grignard Reagent），請寫出其形成格林納試劑的結構。 OHC Cl Cl N C CH2CH2CH2Br O O I Cl NO2 Br Br O O OHC Cl Cl C CH2CH2CH2Br N O I Cl NO2 Br Br O O O 下列含氮化合物中，那一個鹼性最強？那一個鹼性最弱？為什麼？ N H NH2 N H H H NH2 N N 七、D-果糖的直鏈式結構如下所示：（每小題5 分，共10 分） 請畫出D-果糖在水溶液中所形成的環狀結構。 寫出D-果糖如何在鹼性溶液轉換成D-葡萄糖。 CH2 HO H H CH2 OH O H OH OH OH