化學工程 112 年有機化學考古題

下列三種化合物A、B、C， 比較化合物A、B、C 分別與NaN3 進行取代反應，將速率由慢快排 列？（4 分） Br KOtBu D BH3 C OR F RO NaOH, H2O2 E HBr, heat 下列各題請依上述反應式作答： 寫出化合物D 的結構？（3 分） 寫出化合物E 的結構？（3 分） 寫出化合物F 的結構？（3 分） 寫出由化合物C 合成化合物D 的速率方程式？（4 分） 如何由化合物G 合成化合物A？（4 分） 以IUPAC 的命名方式以英文命名化合物G？（4 分）

寫出下列化合物的IUPAC 英文名稱（若有異構物，請註明）：（每小題4 分， 共24 分）      

以下六個碳的D-醛醣中， 那一個醣的掌性中心是（2R,3S,4S,5R）？（4分） 承子題寫出該醣最穩定的椅狀結構？（4分） 承子題，該醣在酸性催化下，與乙醇（ethanol）反應後最穩定的產物？ （3分） 承子題，該醣在酸性催化下，與苯甲胺（aniline）反應後最穩定的產物？ （3分） 承子題，該醣四號碳位置的差向異構物（epimer）是那一個醣？（3分） 承子題，該醣五號碳位置的差向異構物（epimer），是那一個醣的鏡 像異構物？（3分）

將下列的化合物，依據它們的沸點，由小至大依序排列表示。（15 分） 將下列的化合物，依據它們的pKa 數值，由大小依序排列表示。（10 分）

請寫出下列反應方程式的主要產物結構式：（每小題4 分，共20 分）      CH2CH3 CH3 H3C SH CH3 H2N CH3 CH3 CH3 CO2H CO2H NO2 O HO 1. BH3 2. H2O2 NaOH Br2 hν NaOCH3 CH3OH Br HCN H O CH3 AlCl3 CH3COCl

設計以下合成， 提供合成化合物1的試劑與條件？（3分） 提供合成化合物2的試劑與條件？（3分） 當化合物2與KOt-Bu在t-BuOH的反應條件下，寫出其反應速率方程式？ （3分） 當化合物2與甲醇（MeOH）和加熱的反應條件下，寫出其反應速率方 程式？（3分） 提供合成化合物4的試劑與條件？（3分） 提供合成化合物5的試劑與條件？（3分） 提供合成化合物6的試劑與條件？（2分）

下列是從起始物A 經過一系列的反應步驟， 寫出化合物B 的結構？（3 分） 寫出化合物C 的結構？（3 分） 寫出化合物D 的結構？（3 分） 如何利用紅外線光譜分辨化合物C 和化合物D？（4 分） 化合物D 在氫質子光譜(1H NMR)中有多少訊號的吸收？（2 分） 下列的化合物與NaOH 反應後形成四種不同的烯類， 寫出這四種烯類的結構？（8 分） 那一個化合物是主產物？（2 分）     

單醣分子β-D-galactopyranose的結構如圖所示，請畫出β-D-galactopyranose 與下列反應物反應後的主要產物。（每小題4 分，共16 分） 與NaBH4 / H2O 反應 與Br2 / H2O 反應 與(CH3CO)O2 / pryridine 反應 與CH3I / Ag2O 反應

請依照親電子性芳香族取代反應（electrophilic aromatic substitution）的方 法，以苯為起始物，合成所指定的化合物所需要的試劑與條件。（10分）

下列的化合物， 以費雪投影式（Fischerprojection）的方式表示，寫出所有的異構物？（9 分） 標示所有異構物掌性中心（chiral center ）的絕對構型（absolute configuration）？（12 分） 寫出那一個化合物不具有光學活性？（2 分） 承上題，請解釋該化合物為什麼不具有光學活性？（2 分）

圖中兩個分子箭頭所指示的鍵結，何者具有較明顯可偵測的IR 活性頻 率（IR active frequencies），並解釋其原因。（10 分）

請依照所提供的起始物1，合成所指定的標的物， 提供如何由化合物1合成化合物2所需要的試劑？（4分） 化合物2的參鍵（alkyne）在紅外線光譜中有很特殊的吸收，請問它的吸 收波長大約是多少波數？（3分） 請寫出波數的單位？（2分） 化合物2末端炔的pKa數值大約多少？（3分） 化合物2末端炔的氫，在紅外線光譜的吸收大約的波數？（2分） 提供所需要的試劑，如何由化合物2合成化合物3？（3分） 提供所需要的試劑，如何由化合物3合成化合物4？（3分）

寫出下列反應的最終產物，並以結構及電子推移詳述該反應的反應機轉。 （20 分） KOH EtOH

有一個化合物的分子式（molecular formula）為C5H8O，利用IR 分析偵 測到在3600 cm-1 以及3300 cm-1 處有訊號；利用1H NMR spectrum 分析 則顯示在δ1.5, δ2.2以及δ2.9的比例為6：1：1。請寫出該分子的IUPAC 英文名稱。（5 分）

推導以下反應機制？並寫出該反應機制的人名反應（name reaction）為何？ （每小題5分，共15分）   

請將CH3CH3（ethane）、CH2=CH2（ethene）、HCCH（ethyne）這三個有 機分子的pKa 值由大到小排列，並請以分子結構與軌域（orbital）的觀點 說明原因。（10 分）

以下反應中， 寫出化合物1經過消除反應後的主產物？（3分） 寫出化合物2經過消除反應後的主產物？（3分） 以IUPAC命名法，將化合物1經過消除反應後的主產物命名？（2分） 以IUPAC命名法，將化合物2經過消除反應後的主產物命名？（2分）

請將乙酸乙酯（ethyl acetate）以正丙醇（n-propanol）進行酸催化的轉酯 轉反應（acid-catalyzed transesterification）的反應步驟機制依序列出，並 請標記電荷的移動，以及最後主要的產物。（15 分）

判斷以下化合物是否具有掌性（chiral）或不具有掌性（achiral）？ （每小題1分，共5分）     