化學工程 106 年有機化學考古題

有一天然萜烯（terpene）A，分子式C10H16O，與羥基胺（hydroxylamine）反應產生 化合物B（C10H17ON），化合物A 亦可與多倫試劑（Tollens’）進行銀鏡反應得 C10H16O2。在強烈氧化下（KMnO4 / H+），化合物A 可轉換成丙酮、草酸（C2H2O4） 及乙醯丙酸（CH3COCH2CH2CO2H）。 請回答下列問題： 依異戊二烯規則（isoprene rule），化合物A 有二種立體異構物（stereoisomers），請 分別寫出立體結構式。（4 分） 請分別寫出產物B 之立體結構式。（2 分） 化合物A 之二種立體異構物，分別在酒精溶液中以鈀/碳粉做催化劑，進行氫化反 應得到產物其分子式皆為C10H18O，請分別寫出產物之立體結構式。（4 分）

請寫出下列反應方程式的反應機構和主要產物結構式：（每小題5 分，共20 分）    

請畫出各化合物的結構。（每小題2 分，共10 分） (R)-2-溴戊烷 異丙苯 水楊酸鈉 (Z)-2-氯-4-甲基-2-戊烯 γ-丁內酯

運用下列流程圖內的資訊或反應條件，寫出化合物A 至E 的結構式。（10 分） A (C10H12) 1. O3 2. (CH3)2S C (C9H10O) C6H6 B AlCl3 H2 Pd D (C9H12) pH 4~5 (CH3)2NH H2O + E

請詳細寫出下列反應的反應機構：（10 分）

請回答下列各子題。（每小題5 分，共30 分） 有ㄧ化合物分子式為C10H12O2，其1H NMR 圖譜上有四組吸收峯分別在δ 1.12 (t, J = 7 Hz, 3H)，2.45(q, J = 7 Hz, 2H)，4.9(s, 2H)，及7.4(m, 5H)，13C NMR 圖譜 上的吸收峯有197.2, 158.1, 136.2, 128.5, 127.2, 72.3, 32.6 和10.3 ppm，並且紅外線 光譜上有 1743 cm-1 的特徵吸收，此化合物的結構為何？ 如何利用紅外線光譜分析，分辨1-戊炔與1-戊烯？ 將2-溴-3-甲基戊烷分別與CH3OK 和(CH3)3COK 作用，會得到不同烯類產物，請 寫出烯類產物的結構，並請說明原因。 請說明如何利用實驗操作將等重量的N-甲基苯甲醯胺與N-甲基苯胺之混合物分 離，而得到純的化合物。＜可用流程圖方式作答＞ 在室溫下，p-CF3C6H4SH 與C6H5SH 的酸性，何者較強，請說明原因。 請畫出下式離子的所有共振結構。

寫出下列反應之反應機構。（每小題5 分，共10 分） 2. OCH3 C N 1. CH3MgBr，乙醚 2. H3O OCH3 CH3 C O 1. H2O2 CF3SO3H OH

請畫出下列反應系列中間物的化學結構：（15 分） pyridine 106年公務、關務人員升官等考試、106年交通 事業鐵路、公路、港務人員升資考試試題 代號：26560 全一張 （背面） 等 級： 薦任 類科（別）： 化學工程 科 目： 有機化學

寫出下列反應的有機產物結構。（每小題2 分，共20 分）           106年公務人員高等考試三級考試試題 28770 全一張 （背面） 類 科：化學工程、生物技術 科 目：有機化學

假設鄰位（ortho）和對位（para）異構物是可分離的，請由苯合成下列兩化合物。 （每小題5 分，共10 分） 1. 2. Br CH3 O2N Cl SO3H CH(CH3)2 CH2

下面那些化學結構具有光學活性？並解釋原因。（10 分）

丙烯醛（propenal）與肼（hydrazine）作用會生成二氫吡唑（dihydropyrazole），請寫 出其反應機制。（10 分） O NH N + NH2NH2

路加士試劑（Lucas reagent），ZnCl2/HCl，常使用於醇類的檢定。現有3 支試管，分 別裝有3 毫升的正丁醇、2-丁醇、三級丁醇，請說明如何使用此試劑和觀察反應的變 化加以區別。（10 分）     C(C9H10O) 106年公務人員特種考試關務人員考試、 106年公務人員特種考試身心障礙人員考試及 106年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 全一張 （背面） 考試別： 關務人員考試 等 別： 三等考試 類 科： 化學工程 科 目： 有機化學 O N Cl O O CH3NH2 O Si(CH3)3 F CH OCH3 CH3 Br2 FeBr3 H I N, N-二甲基甲醯胺(DMF) 50 oC, 24 h 1. LiAlH4 2. H2O 7. 8. 9. 10. G J

請提供下列反應的適當試劑，並合成最終產物。（15 分） H3C OH O CH3 ? H3C O O CH3 NH3

半乳糖（Galactose）的直鏈式結構如下，請用椅構型（chair conformation）方式寫出 其形成哌喃醣（pyranose）的結構，並討論這些哌喃醣之間的穩定性差異。（15 分） CHO OH H H HO H HO OH H CH2OH

苯胺直接進行夫-夸醯化作用（Friedel-Craft Acylation）產率非常低， 請說明原因。（5 分） 請寫出完成下列反應每一步驟所需的試劑及中間產物。（5 分） NH2 數個步驟 NH2 C O

理論上是否可能使用「蒸餾」的方式來分離下面的兩個化合物？請解釋可能的原因。 （10 分）

甲基橙為常用指示劑，其結構如下所示。如何利用N, N-二甲苯胺與苯為原料合成甲 基橙？＜各步驟所需的試劑與反應產物需要敘述在答案中＞。（15 分） N N N S N O O O ？ 甲基橙

請依下列紅外光譜、氫-核磁共振光譜等資料，寫出A 至E 的結構式。（每小題2 分， 共10 分） 化合物A（C9H10O） IR 1715 cm-1；3100 cm-1 以上無吸收信號。 NMR 7.2 ppm（5H，單峰），3.5 ppm（2H，單峰）， 1.9 ppm（3H， 單峰）。 化合物B（C10H14） NMR 7.2 ppm（5H，單峰），2.8 ppm（1H，多重峰），1.8 ppm（2H， 多重峰），1.3 ppm（3H，雙重峰），1.0 ppm（3H，三重峰）。 化合物C（C10H14） NMR 7.2 ppm（5H，單峰），2.6 ppm（2H，三重峰），1.8 ppm（4H， 多重峰），0.9 ppm（3H，三重峰）。 化合物D（C6H14O） NMR 3.4 ppm（1H，四重峰），1.6 ppm（1H，寬帶，可與氘交換）， 1.1 ppm（3H，雙重峰），0.9 ppm（9H，單峰）。 化合物D 可依下列反應流程轉換為E： D acid C6H12 1. O3 2. (CH3)2S E (C3H6O) 化合物E（C3H6O） NMR 2.1 ppm（單峰）。

醯胺類化合物（amide）中其羰基（C=O）的紅外線吸收通常是在1680 至1630 cm-1 範 圍內。然而，下列化合物羰基（C=O）的紅外線吸收卻出現在大約1700 cm-1。請使 用有機化學的觀點解釋此種現象。（10 分） N C O δ C=O:1700 cm-1

寫出下列反應之主要產物。（每小題3 分，共30 分） CH3 C O OH C O O N O O Br F Cl C O ClH2C AlCl3 Cl PBr3 Br2 A B C D F 1. (CH3)2CuLi 2. H2O 1.CH3Cl, AlCl3 2. KMnO4, H2O 1. NH3 2. H2 / Ni 照光 1. 2. 3. 4. 5. 6. E           ℃,

有一個未知化合物，其分子式為C8H16O；它的氫光譜（1H NMR spectrum）分析如下: 請推測其合理的化學結構並說明理由。（10 分） Ph H3C CH3 C C C H3C H3C CH3 CH3 C C C Br H H Br a b c d CH3 Ph H Ph H H 0 1 2 PPM 1 2 2 2 6 3 CH3 CH3 Br Br