化學工程 109 年有機化學考古題

請寫出下列各化合物的結構式（包含其立體化學）。 （每小題2 分，共10 分） (S)-2-溴-1,5-戊二酸 8-碘-2-萘醇 吡咯-2-甲酸 (Z)-4-異丙基-3-庚烯 肉桂醛

比較各小題中所列出的二個SN1反應，何者的反應速率較快，並說明理由： （每小題5分，共10分） (CH3)3CCl + H2O (CH3)3COH + HCl (CH3)3CBr + H2O (CH3)3COH + HBr (CH3)3CCl + H2O (CH3)3COH + HCl C6H5Br + H2O C6H5OH + HBr

下圖為瑞德西韋（Remdesivir）的分子結構，用來對抗2019 新型冠狀病毒 的一種藥物。 請問理論上此化合物的13C{1H} NMR 光譜，應該有多少吸收峯？（4 分） 又此化合物的1H NMR 光譜，會有幾組屬於甲基（methyl）的吸收峯？ 它們的分裂情形與積分比應為何？（6 分） N N N H2 O CN HO OH P O O O N H O O N H 1. n-BuLi 2. CH2=CH2CH2Br ？ OCH3 H2SO4 ？ OH MnO2 ？ diethyl ether NH2 O SOCl2  ？ Cl t-BuOK t-BuOH ？ ？ 1 eq. Br2 NH2 HO3S 1. NaNO2/HCl, 0 2. C6H5NEt2 ？ O CH3CH2NH2 pH ~ 4 ？

-胡蘿蔔素（-carotene）的工業製程會利用Wittig反應合成雙鍵。請寫出 如何從鹵烷（alkyl halide）與酮或醛開始合成下列化合物： PhC(CH3)＝CH2（3分） PhCH＝C(CH3)2（3分）  （4分）

寫出下列反應的主要產物。（每小題3 分，共24 分）         ℃

利用自由基溴化反應，可以將下列反應物的苯甲基位置上的氫取代為溴； 若此反應只有一個苯甲基位置上的氫被溴取代（即monobromination），則 會得到二個立體異構物。請回答下列問題： 畫出由monobromination所得到的二個立體異構物的化學結構，並標示 出結構中所有不對稱碳的絕對立體組態為R或是S。（6分） 所得到的二個立體異構物是否有相同的物理性質，例如：沸點、熔點、 溶解度等？請說明理由。（4分） CH3 H H O H H Br2 hn ？ 39170

寫出下列反應的機制。（每小題6 分，共12 分） 降烯（norbornene）與DBr 作用，除了直接生成加成產物Z 外，還有U 的產物。請提出其可能的反應途徑。 D Br D Br U Z 將二苯基酮用NH2NH2 在鹼性（NaOH）加熱條件下，會生成二苯甲烷 的還原產物。請提出其可能的反應途徑。

炔類可以經由下列反應轉換成醛類： 請分別寫出反應步驟(a)和(b)的詳細反應機制。（10分） Ethoxide這類的親核試劑比較容易加成到炔類還是烯類？請說明理由。 （5分）

請回答下列各子題。（每小題5 分，共20 分） 比較下列胺類化合物的鹼性大小，並說明原因。 NH Me NH Me NH2 下列三個反應何者是屬於同邊加成反應（syn-addition reaction）？並寫 出其正確立體化學的產物結構。 HOBr D2 ？ Pd/C 1. (BH3)2 2. H2O2, OH- ？ ？ ; ; 在常溫常壓下，過錳酸鉀（KMnO4）固體無法溶解於苯的溶劑中；但是 加入適量的18-冠[醚]-6（18-crown-6）後，此溶液呈現紫色。請畫出18- crown-6 的結構，並說明此現象。 苯乙酮於KI/I2 的鹼性水溶液中會產生黃色沉澱，此黃色沉澱為何物？ 亦請將其反應機制一併陳述。 CH2OH O H HO OH H OH H CH2OH

請寫出D-galatose與下列試劑反應的產物：（每小題3分，共15分） Br2和H2O 過量CH3I，Ag2O H2/Ni CH3OH，H+ 過量HIO4

果糖（D-fructose）是一種多羥基酮單醣，溶於水，存在於許多食品與水 果中。其直鏈式的分子結構如下圖。果糖在水溶液中是以D-果哌喃糖 （D-fructopyranose）與D-果呋喃糖（D-fructofuranose）形式存在。請寫出 α-D-果哌喃糖與α-D-果呋喃糖的結構式。又果糖為何稱為D 構型醣類分 子？使用過量NaBH4 試劑與果糖作用，會得到什麼化合物？（12 分）

請寫出下列反應方程式的主要產物結構式，並標示出必要的立體結構： （每小題4分，共20分）      (a) (b) 39170

請完成以化合物XX 為起始原料合成YY 的設計。這需要多步驟的反應， 寫出每ㄧ相關步驟所用的試劑及產物。（12 分） O XX YY ？ [提示：可以利用分子內Claisen condensation]

A和B二個化合物有相同的分子式，C5H10O，而且在1710～1740 cm-1區間 有很強的IR吸收峰，請根據下列的1H和13C NMR光譜資料，解析出化合物 A和B的化學結構：（10分） A：1H NMR ()：2.55 (septet, 1H), 2.10 (singlet, 3H), 1.05 (doublet, 6H) 13C NMR ()：212.6, 41.5, 27.2, 17.8 B：1H NMR ()：2.38 (triplet, 2H), 2.10 (singlet, 3H), 1.57 (sextet, 2H), 0.88 (triplet, 3H) 13C NMR ()：209.0, 45.5, 29.5, 17.0, 13.2

聚乙烯醇（poly(vinyl alcohol)），是一種水溶性高分子並常做為水性黏著 劑使用；聚乙烯醇的合成方式為先聚合乙酸乙烯酯（vinyl acetate），再將 其酯基水解為醇。請回答下列問題： 請寫出聚乙烯醇和聚(乙酸乙烯酯)的化學結構。（4分） 乙酸乙烯酯為一種酯類，聚(乙酸乙烯酯)是否可以歸類為「聚酯」？為 什麼？（3分） 為何不能直接從乙烯醇聚合得到聚乙烯醇？（3分）