普考-化學工程有機化學概要104 年第 13 題單選題
下列那一組試劑組合的次序,可以將乙醛經一步驟轉換成丙胺酸?
A(1) NaCN, NH₃ (2) $\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$正確答案
B(1) $\mathrm{NH}_3$ (2) $\mathrm{CO}_{2}$ (3) $\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$
C(1) $\mathrm{NaNH}_2$ (2) $CO_{2}$ (3) $\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$
D(1) NaCN, $\mathrm{H}_2\mathrm{O}$ (2) $\mathrm{CO}_{2}$ (3) $\mathrm{NaOH / H_2O}$
A正確答案
Strecker 胺基酸合成法:醛 + NH3 + HCN → α-胺基腈 → 水解得 α-胺基酸(丙胺酸)。
為什麼答案是 A
典型 Strecker 合成。乙醛 + NH3 先形成亞胺 (imine),NaCN 的 CN⁻ 加成得 α-胺基腈 CH3CH(NH2)CN,再以 H+/H2O 水解腈基成 -COOH,得丙胺酸 CH3CH(NH2)COOH。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 Strecker 胺基酸合成法:醛 + NH3 + HCN → α-胺基腈 → 水解得 α-胺基酸(丙胺酸)。
看到『醛 → α-胺基酸』一步轉換,直接鎖定 Strecker 合成:NH3 + CN⁻,再酸水解。
逐選項分析
A✓ 正確
典型 Strecker 合成。乙醛 + NH3 先形成亞胺 (imine),NaCN 的 CN⁻ 加成得 α-胺基腈 CH3CH(NH2)CN,再以 H+/H2O 水解腈基成 -COOH,得丙胺酸 CH3CH(NH2)COOH。
B✕
缺少 CN⁻ 來源,無法在 α 位引入羧酸前驅物。CO2 無法直接對亞胺中間體進行此種加成形成 α-胺基酸的碳骨架,路線不通。
C✕ 陷阱
NaNH2 是強鹼(pKa≈38),會奪質子而非形成亞胺;且無 CN⁻ 來源。與 CO2 亦無法組成合理的胺基酸合成路徑,屬名詞混淆陷阱。
D✕
只有 NaCN/H2O 會得到 α-羥基腈(cyanohydrin),缺乏 NH3 無法引入胺基;後續 CO2、NaOH 也無法補救成胺基酸,路線錯誤。
Strecker 胺基酸合成三步驟
| 步驟 | 試劑 | 中間體 | 作用 |
|---|
| 1 | NH3 | 亞胺 R-CH=NH | 醛與氨縮合 |
| 2 | HCN / NaCN | α-胺基腈 R-CH(NH2)-CN | 氰離子親核加成 |
| 3 | H+ / H2O | α-胺基酸 R-CH(NH2)-COOH | 腈水解為羧酸 |
NaNH2(強鹼氨基鈉)與 NH3(氨)常被混淆。Strecker 合成需要的是 NH3 形成亞胺,NaNH2 只會當作強鹼奪質子,無法形成胺基酸骨架,選 C 就中招。