普考-化學工程有機化學概要107 年第 21 題單選題
下列反應中,主要產物分子為:(吡咯與Br2進行溴化)
1 / 5A(見題目圖)
B(見題目圖)正確答案
C(見題目圖)
D(見題目圖)
B正確答案
吲哚 (Indole) 進行親電芳香取代反應時,因吡咯環電子密度高於苯環,且 C3 位反應活性大於 C2 位,故主要產物為 3-取代吲哚。本題為溴化,故選 3-溴吲哚。
為什麼答案是 B
此為 3-溴吲哚。Indole 進行親電取代時,攻擊 C3 位形成的 sigma complex 可將正電荷有效分散至氮原子,且不破壞苯環芳香性,活性最高,為主要產物。
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完整詳解
Pro · 無限重點 吲哚 (Indole) 進行親電芳香取代反應時,因吡咯環電子密度高於苯環,且 C3 位反應活性大於 C2 位,故主要產物為 3-取代吲哚。本題為溴化,故選 3-溴吲哚。
吲哚親電取代首選 C3 位!看到 Indole + 親電試劑 (如 Br2),直接找吡咯環上氮原子隔壁的隔壁 (C3) 有取代基的選項。
逐選項分析
A✕ 陷阱
此為 2-溴吲哚。C2 位雖有反應活性,但形成的中間體穩定性不如攻擊 C3 位,故為次要產物而非主要產物。
B✓ 正確
此為 3-溴吲哚。Indole 進行親電取代時,攻擊 C3 位形成的 sigma complex 可將正電荷有效分散至氮原子,且不破壞苯環芳香性,活性最高,為主要產物。
C✕ 陷阱
此為 4-溴吲哚。取代發生在苯環上。由於吡咯環的電子密度遠高於苯環,親電試劑會優先攻擊吡咯環,故苯環取代不是主要路徑。
D✕ 陷阱
此為 5-溴吲哚。同選項 C,取代發生在苯環上,不符合吲哚親電取代優先發生在吡咯環 C3 位的規則。
吲哚親電取代反應位置活性比較
| 反應位置 | 活性順序 | 原因分析 | 是否為主要產物 |
|---|
| C3 位 (吡咯環) | 最高 | 中間體正電荷可分散至 N,且不破壞苯環芳香性 | 是 |
| C2 位 (吡咯環) | 次高 | 中間體正電荷可分散至 N,但共振穩定性略遜於 C3 | 否 |
| 苯環位 (C4-C7) | 低 | 吡咯環電子密度遠高於苯環,親電試劑優先攻擊吡咯環 | 否 |
考生易誤記吲哚的反應位置,以為會發生在苯環上 (如選項 C、D),或是記錯吡咯環上的 C2 與 C3 活性順序 (如選項 A)。切記吡咯環活性 > 苯環,且 C3 > C2。