普考-化學工程有機化學概要112 年第 12 題單選題
下列描述的反應在加入不同的試劑後,最有可能的產物為何?
D正確答案
苯先經Friedel-Crafts醯化得苯丙酮(間位鈍化基),再以Cl₂/FeCl₃進行親電子芳香族取代,Cl進入羰基的間位,得3-氯苯丙酮。
為什麼答案是 D
圖中D為3-氯苯丙酮:Cl在苯環3位(相對羰基為間位meta),符合醯基(間位鈍化基)導向規則,為正確主產物。
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完整詳解
Pro · 無限重點 苯先經Friedel-Crafts醯化得苯丙酮(間位鈍化基),再以Cl₂/FeCl₃進行親電子芳香族取代,Cl進入羰基的間位,得3-氯苯丙酮。
醯基(C=O)為間位導向鈍化基 → 第二步Cl優先進入羰基的間位(meta) → 直接選含間位Cl且帶丙醯基的產物D。
逐選項分析
A✕ 陷阱
Cl位於羰基的鄰位(ortho),但醯基為間位導向基,鄰位非主要產物;此為「鄰/對位錯誤」陷阱。
B✕
苯環上有兩個Cl(3,5-二氯),題目只加入一當量Cl₂/FeCl₃,正常條件下以單氯取代為主產物,不應得到二氯產物。
C✕ 陷阱
Cl位於羰基的對位(para),但醯基為間位導向鈍化基,對位非主要位置;此為「對位錯誤」陷阱。
D✓ 正確
圖中D為3-氯苯丙酮:Cl在苯環3位(相對羰基為間位meta),符合醯基(間位鈍化基)導向規則,為正確主產物。
芳香親電取代:常見取代基定位效應
| 取代基類型 | 代表基團 | 定位效應 | 活化/鈍化 |
|---|
| 給電子基(EDG) | -OH, -NH₂, -OR, -R | 鄰/對位導向 | 活化 |
| 吸電子基(EWG) | -C(=O)R, -COOH, -NO₂, -CN | 間位導向 | 鈍化 |
| 鹵素(特殊) | -F, -Cl, -Br, -I | 鄰/對位導向 | 鈍化(特例) |
苯丙酮的羰基(-COC₂H₅)看起來像含有烷基,考生容易誤認為「烷基→鄰對位導向」而選A(鄰位)或C(對位)。實際上羰基碳直接連苯環,整個醯基為吸電子間位鈍化基,必須記住「酮/醛/酸/酯/氰基」均為間位導向!