化學工程 108 年有機化學考古題

請依題示回答下列立體化學及命名。（每小題5 分，共10 分） 請寫出雙環[2.2.1]庚-2-酮（bicycle[2.2.1]heptan-2-one）之所有立體 異構物之結構式，並於各結構式中，依據嵌- 英[ 格]- 普[ 洛] （Cahn-Ingold-Prelog）序列法則以R, S 標示掌性碳原子之組態。 請以R, S 標示下列費雪投影式（Fischer projection）中掌性碳原子之組 態，並依據國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）命名法則給予中文 命名。

請寫出下列反應式的最終產物，必要時請畫出其立體結構；當有兩個產 物以上，請指出何者為主要產物。（每小題4 分，共20 分）     

請畫出下列各化合物的結構：（每小題2 分，共10 分） (3R,4R)-3,4,5-trimethylhex-5-en-2-one (1R,2R,4S)-2-bromo-4-chloro-1-methylthiocyclohexane (2Z)-2-methylbicyclo[2.2.2]oct-2-ene 1-bromo-3-nitronaphthalene 2-bromopyrrole

環戊二烯、茚、茀等三種化合物在相同溶劑二甲亞碸的pKa 值分別為 18.0；20.1；22.6，請就結構式提出合理解釋，為何環戊二烯pKa 值最小， 而茀最大。（10 分）

請標出下列分子中的不對稱碳（asymmetric carbon atoms）。這個分子 是否具有掌性（chiral）？（10 分） 請畫出(S)-2-bromobutane 的Fischer projection。（10 分）

請寫出下列反應式之主要產物或所需試劑：（請表示正確的立體化學， 每小題3 分，共30 分）   N ? H3O+   ? hv  O Me Me H 1) LiAlD4 2) H2O ?   1) 9-BBN 2) H2O2, NaOH ?  1) NaNH2 2) CH3I ? Na/NH3(l)  Br F ?  1) Hg(OAc)2, 2) NaBH4 OH ? ? ? ? C14H12O6 (請畫出其結構式， 不須考慮立體化學) 過量 1)LiAlD4 ? ? ? 2)H2O Ti(OiPr)4 (+)-DET Na/NH3(l) 1)NaNH2 2)CH3I ? ? 1)Hg(OAc)2, ? 2)NaBH4 29970

請依下列核磁共振(NMR)光譜數據指示，寫出化合物A(C8H10O)和 B(C6H12O2)的分子結構式。s(單峰)，d(雙線)，t(三重線)，q(四重線)， m(多重線)。（各5 分，共10 分） A. C8H10O 1H-NMR:δ7.4~7.3(m, 5 H), 4.00(br. s, 1 H), 3.66(t, 2 H), 2.77(t, 2 H). B. C6H12O2 1H-NMR:δ4.13(q, 2 H), 2.51(m, 1 H), 1.26(t, 3 H), 1.18(d, 6 H). 13C-NMR:δ117.16, 60.17, 34.04, 19.01, 14.25 NH2 H2N CH2 NH2 COCl2 N N CH2 C O C O MDI MDA MDA + CH2O F Cl NO2 CH3ONa CH3OH A B H2 Pd/CaCO3, N OH C 1. HO- 2. CO2 3. H+ O H3CO D CH3ONa CH3OH, Δ O ClH2C HS- E

請寫出下列反應式中，化合物A 至I 的結構。（20 分） D A B C F G H C I E

寫出下列化學反應的反應機構：（每小題5 分，共10 分）   CH3 H H Br KOH CH3

家庭用之一種熱絕緣體發泡材料，是以MDI（亞甲基二苯二異氰酯）作 為單體聚合而成，而MDI 之製備乃由苯胺及甲醛在酸的催化下先形成 MDA（亞甲基二苯胺），隨後通入光氣進行反應而得。請依下列反應式 、，寫出這兩步驟的反應機構（mechanism）。（10 分）  

Methyl α-cyanoacrylate 是超級快乾膠（super glue）的主要成分，如下 圖所示，它很容易經弱鹼催化而聚合。請寫出其弱鹼催化聚合反應的 詳細反應機構，（10 分）包括中間產物的共振結構，（5 分）並解釋為 何此聚合反應的反應速率非常快。（5 分）

依據下列光譜數據與相關資訊回答各子題： 化合物A 之分子式為C8H10，IR 光譜中於3108, 3066, 3050, 3018, 1608 cm-1 具有明顯吸收帶，1H NMR 光譜中於δ 2.2 ppm (6H)出現一單峰，δ 7.1 ppm (4H)出現一組多重峰訊號，13C NMR 光譜中於δ 19.7, 125.9, 129.6, 136.4 ppm 出現吸收訊號。 ⑴請畫出化合物A 的結構式。（4 分） ⑵請寫出化合物A 的俗名為何？（2 分） ⑶將化合物A 與鉻酸(chromic acid)反應，結果產生化合物B，分子式為 C8H6O4。請畫出化合物B 的結構式。（4 分） 化合物C 之分子式為C7H14，為一具有光學活性的化合物。利用鈀金 屬催化劑進行氫化反應，化合物C 與一當量的氫氣反應，得到化合物 D，分子式為C7H16。將化合物C 與高錳酸鉀反應結果得到兩個產物， 其中一個產物為醋酸，另一為化合物E，為一具有光學活性的羧酸類 化合物。請畫出化合物C、D、E 的結構式。（10 分）

寫出下列反應式的主要產物（A~E）及反應試劑（F~J）。（每小題2 分， 共20 分）      O O F 2 O G CO2CH3 O CO2CH3 OH H H O OH I OH J OCH3 O OH O O H+ H2O H3C O CH3 C O C O O Br H H3C CH3 H H3C C O O H3C H H CH3 MgBr2 R C O H N N- OH C O R H2O 加熱     

請說明如何利用有機光譜來分辨下列三種異構物。 僅能利用紅外線光譜（infrared spectroscopy）。（5 分） 僅能利用氫核磁共振光譜（proton NMR spectroscopy）。（10 分） 僅能利用碳-13 核磁共振光譜。（5 分）

請判定下列兩個化合物的酸度大小，並說明原因為何？（5 分） (a) (b) 29970 H

請以彎曲箭頭表示電子對移動方向，寫出下列反應之反應機構（mechanism）。 （每小題10 分，共30 分）    H2N O O N O2N CO2H O N H ； ； 普羅卡因

請寫出如何用適當的反應試劑完成下列目標物的合成：（每小題5 分， 共20 分）  O O OCH3 H O OH  N N NH2  

普羅卡因（procaine）為一種局部麻醉劑，可由下列三種化合物搭配適當 試劑合成，請提供合成之流程步驟，並含每一步驟的產物。（10 分）

請寫出如何用適當的反應試劑完成二胜肽Phe-Val 的合成。（5 分）