化學工程 102 年有機化學考古題

請寫出下列反應式中反應物、試劑或主要產物結構。（每小題2 分，共30 分）         CO2C2H5 CH2 CO2C2H5 CH2Br ( C9H10O2 ) (1) NaOCH2CH3 (2) (3) HO - ,加熱 (4) H3O+,加熱 ？ OC2H5 O NaCN HBr CO2 CH2Br C O NHCH2CO2H CH2O ？ ？ CH2OH O C N + N Cl NaOCH2CH3 加熱 O O O O O O KF + 苯 ？ ？ ？ O H3CO OCH3 O OH n * * (1) NaOH, 加熱 (2) CS2 OCH2CH3 O O (1) 1當量NaH (2) 1當量LiN(CH(CH3)2)2 (3) 1當量CH2=CHCH2Br ？ ？ 102年公務人員特種考試關務人員考試、102年公務人員特種考試稅 務人員考試、102年公務人員特種考試海岸巡防人員考試、102年公 務人員特種考試移民行政人員考試、102年特種考試退除役軍人轉 任公務人員考試及102年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 類(科)別： 化學工程 （請接第三頁） 全四頁 第二頁        Br2 CCl4 ［用費雪（Fischer）投影表示產物之立體結構］ ？ KMnO4, H+ OH HCl （3° chloride）（標示相對立體化學） ？ ？

請寫出下列反應方程式的反應物、所需的試劑或主要產物結構式：（每小題2 分， 共20 分）       CH3CH2CO2H CH2N2     （請接第二頁） 102年公務人員升官等考試、102年關務人員升官等考試 102年交通事業郵政、港務、公路人員升資考試試題 等別(級)： 薦任 類科(別)： 化學工程 全三頁 第二頁 Br O H HO3S HO OH A B + 催化劑量 除水 1. Li 2. Cul C HCl, H2O(過量) D B O NaOH E (C10H14O) 加熱 脫水 1. 2. H2O （請接第三頁） O OH HO H2O, H+ cycloheptatriene cyclopentadiene NH2 H2N H Cl O O + 緩衝溶液 ? (C5H8N2O) pH4~6

請寫出下列反應式中反應物或主要產物之化學結構式。 （每小題2 分，共30 分）       C2H5C CH3 C2H5 CO2H (1) Mg (2) CO2 (3) H3O+ ？ O (1) LiAlH4 / (C2H5)2O (2) H3O+ ？ ？ CH CH2 CH3 CH3 CH3CO3H CH2Cl2 H2C CH H3C C H3C CHCH3 H2 / Pd ？ CH3 C CH3 H3C Li CH3 C CH3 H3C CH2CH2OH H3O+ ？ NH2 NO2 (1) NaNO2 , HCl (2) H2O, H2SO4, 加熱 ？          H3C CH3 N(CH3)3 OH 加熱 ？ C NH O Br2, FeBr3 ？（單取代之主產物） NHCCH3 O ClCH2CCl O AlCl3 + ？ CH3CHO H+ (C6H12O3) 催化量 ？ H3CO O OCH3 Br KOH H3CO H3CO 加熱 ？ OH HO H2SO4, H2O ( an aldehyde ) ？ H3N H CH2Cl CO2 Na-Hg 稀 H3O+ ？ CH2 CCH2CH2CCH3 O O P4S10 ( C12H12S ) 加熱 ？ C N C O O C(CO2CH2CH3)2 CH(CH3)2 H3O H2N NH2 ( C5H11NO2) 加熱 ？

預測下列反應之主產物，並詳述其反應機構。（10 分）

寫出下列反應之反應機構：（5 分）

寫出下列反應所需要的試劑A，中間產物B, C, D 及最終產物E 之化學結 構式。（10 分）

試以化學構造式寫出下列各合成步驟的產物A 至E。（10 分） H Cl H H Me H t-Bu H EtONa/THF 加熱 H3C OC2H5 O O CH3 H3O+ 加熱 + CO2 CH + HO - , 加熱 O CH O N N N Cl - OH + N N Cl - F ？ ？ ？ ？ ？ B CH3 CH3CH2OH CCl4 A CH2COCH2CH3 O CH3CH2OCOCH2CH3 O CH2CO2H NaOCH2CH3 KOC(CH3)3 CH3CH2Br D O C NH2 NH2 NaOCH2CH3 ( C12H12N2O3 ) C SOCl2 NBS, 加熱 (1) Mg, (CH3CH2)2O (2) CO2, H+ E 102年公務人員特種考試關務人員考試、102年公務人員特種考試稅 務人員考試、102年公務人員特種考試海岸巡防人員考試、102年公 務人員特種考試移民行政人員考試、102年特種考試退除役軍人轉 任公務人員考試及102年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 類(科)別： 化學工程 （請接第四頁） 全四頁 第三頁

1,3-環戊二烯（cyclopentadiene）分子的酸性（pKa = 16.0）比1,3,5-環庚三烯 （cycloheptatriene; pKa = 39.0）大，試解釋之。（5 分）

環氧乙烷（ethylene oxide）可利用甲醇鈉（sodium methoxide）使之聚合， 試問：（每小題5 分，共10 分） 所得的聚合物之結構為何？請寫出。 如在聚合的過程中加入水則可使聚合停止，聚合反應是如何被終止的？

完成下列反應式中A 至E 的結構。（10 分） CH3 HNO3 H2SO4 A Sn HCl B H2O C D CH3 CN NaNO2, HCl H3O+,加熱 E

請以乙炔（acetylene）為起始物，說明如何製備以下化合物並提供試劑：（每小題 2 分，共10 分） 1-己炔（1-hexyne） 3-己炔（3-hexyne）  順－3－己烯（cis-3-hexene） 反－3－己烯（trans-3-hexene）

寫出下列化學反應產物A 至E 之化學結構式。（10 分） B H2SO4 SOCl2 C CH2CH2OH AlCl3 A Mg Br (1) PBr3 (2) NaCN H2O, 加熱 D , C9H8O (1) NaBH4 (2) H2SO4, 加熱 E , C9H8 HCl C Cl2 B AlCl3 D A NaOH SOCl2 C O OH H3C CH CH3 Zn(Hg)/ 加熱 照光 加熱 E +

寫出下列兩種異構物C8H15ClO A與B在鹼中反應的主要產物分子結構C至E。（10 分） OH Cl A NaOH C (C8H14O) Cl OH B NaOH + E (C8H14O) D (C8H14O) 六、寫出下列化學轉化所需之試劑及經過之中間物。（10 分）  CH3 CH3 CH3 O CH3  C CH2 CH3 CH3 C CH3 CH3 CH2OCH3 O CH CH3 CH3 七、有一具光學活性的化合物A，其分子式為C6H10，當此化合物與Ag(NH3)2OH之溶液 作用時可得一沉澱，若將A氫化得到B (C6H14)時，B不具光學活性，請問A與B的結 構為何？（10 分） 102年公務人員特種考試關務人員考試、102年公務人員特種考試稅 務人員考試、102年公務人員特種考試海岸巡防人員考試、102年公 務人員特種考試移民行政人員考試、102年特種考試退除役軍人轉 任公務人員考試及102年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 類(科)別： 化學工程 全四頁 第四頁 （請接第三頁） 八、聚乙烯醇，poly(vinyl alcohol)，為一親水性聚合物，一種水性黏著劑。其製造方法 乃由乙酸乙烯酯(vinyl acetate)聚合後，水解酯基而得。 請寫出聚乙烯醇及聚乙烯基乙酸酯之結構式。（4 分） 酯類在鹼性水溶液中易進行皂化反應。試問聚乙烯基乙酸酯之長鏈骨架，在鹼性 水溶液中是否會被皂化分解成單體（monomer）或破壞斷裂？（3 分） 為何聚乙烯醇不能直接由乙烯醇聚合而得？（3 分）

請提供下列合成反應式中，化合物A-E 的結構。（10 分） 六、寫出下列反應的產物結構及反應機構。（10 分） CH3(CH2)3 D 102年公務人員升官等考試、102年關務人員升官等考試 102年交通事業郵政、港務、公路人員升資考試試題 等別(級)： 薦任 類科(別)： 化學工程 全三頁 第三頁 A B C D NaBH4 HBr H2NNH2, -OH, 加熱 CH Ph CH2CH3 CO2H 1. Mg, Et2O 2. CO2 3. H3O+ E Br2,照光 CH3CHBrF (S) (S) + NaOCH3 CH3CHFOCH3 + NaBr N H N CH2CHC NH O H+ N H N CH2CHC NH O H N N CH2CHC NH O H H A B 七、請寫出完成下列合成流程內的試劑或中間化合物A 至E。（10 分） 八、試根據下列反應式，回答下列問題。 為何是溴而不是氟原子被取代？（2 分） 試畫出反應物、產物的立體結構與本反應的過渡態（transition state）。（4 分） 反應前後的組態（configuration）為保留（retention）或翻轉（inversion）？（2 分） 此反應為SN 1、SN 2、E1 或E2 反應？（2 分） 九、組胺酸（histidine）在酵素催化反應中可扮演質子的接受者，質子化後結構A 和結 構B 那一個較穩定（3 分）？並說明理由。（7 分） 十、環辛酮（cyclooctanone）的氫去偶合碳-13 核磁共振光譜吸收信號在化學位移25.33, 25.93, 27.58, 41.99 及216.0 ppm，某生將此化合物置於NaOD / D2O 溶液中，發現位 移41.99 ppm 的信號消失，而且在位移41.33 ppm 的位置出現1：2：3：2：1 的5 條分裂信號，請寫出化學反應機構以說明前後的變化。（10 分）

菸葉中的植物鹼、尼古丁，可以下列方式合成。試寫出中間產物A 至D 及尼古丁E 的化學結構式。（10 分）

寫出下列多步驟合成中A 至E 的化學結構式。（10 分）

當L-組胺酸與氯甲酸苄脂反應會得到什麼主要產物？（5 分）請寫出其 反應機構。（5 分） N HN NH2 OH O O Cl O

建議合理的反應機構，解釋以下的反應產物。（10 分） N CO2H SOCl2 A (C6H4ONCl) H5C2OCH2CH2CH2CdCl HBr C2H5Br CH3I NaOH (1) NH3 CdCl2 加熱 + （具酮基） (2) H2/Pd 加熱 + E (C10H14N2) （尼古丁） B (C11H15O2N) C (C11H18ON2) D (C9H12N2) OH PBr3 A Mg B D CH3SO2Cl KMnO4 N C (1)化合物 C E 加熱 (2) H3O O H2C O CH2 O + H2C N N