普考-化學工程有機化學概要108 年第 14 題單選題
苯甲醛置於 D2O/NaOD 溶液中反應,形成的產物為:
A$C_{6}H_{5}-CO-CH(OD)-C_{6}H_{5}$
B$\mathrm{C_6H_5 - CO - CD(OD) - C_6H_5}$
C$\mathrm{C_6H_5CO_2Na}$ + $\mathrm{C_6H_5CH_2OD}$正確答案
D$\mathrm{C_6H_5CO_2Na}$ + $\mathrm{C_6H_5CD_2OD}$
C正確答案
苯甲醛無α-H,無法進行aldol反應,在濃NaOD下發生Cannizzaro反應,一分子被氧化為羧酸鹽,一分子被還原為醇。
為什麼答案是 C
正解。Cannizzaro反應:兩分子苯甲醛在NaOD下歧化,一分子氧化成苯甲酸鈉(C6H5CO2Na),另一分子還原成苯甲醇,-OH上的H來自D2O故為-OD,得C6H5CH2OD。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 苯甲醛無α-H,無法進行aldol反應,在濃NaOD下發生Cannizzaro反應,一分子被氧化為羧酸鹽,一分子被還原為醇。
看到『無α-H醛 + 強鹼』→ 直接想Cannizzaro歧化反應,不是aldol。
逐選項分析
A✕ 陷阱
這是aldol縮合產物。但苯甲醛的羰基α碳即苯環,無α-H,無法形成烯醇負離子,不會發生aldol反應。
B✕ 陷阱
即使發生aldol,D也應該接在α-H位置;但苯甲醛根本無α-H可被D取代,此產物結構不可能生成。
C✓ 正確
正解。Cannizzaro反應:兩分子苯甲醛在NaOD下歧化,一分子氧化成苯甲酸鈉(C6H5CO2Na),另一分子還原成苯甲醇,-OH上的H來自D2O故為-OD,得C6H5CH2OD。
D✕ 陷阱
亞甲基(-CH2-)上的H來自另一分子醛的C-H(氫負離子轉移),不是來自D2O,故不會被氘化,仍為-CH2-而非-CD2-,只有-OD來自溶劑。
Cannizzaro反應機構(氘標記)
| 步驟 | 過程 | H/D來源 | 結果 |
|---|
| 1 | OD⁻加成到C=O | 來自NaOD | 形成四面體中間體 |
| 2 | H⁻由中間體轉移到另一醛 | 來自原醛C-H (非D) | CH2保持為H |
| 3 | 質子化羥基 | 來自D2O溶劑 | -OD |
| 結果 | 歧化產物 | — | ArCO2Na + ArCH2OD |
最大陷阱是以為D2O/NaOD就會把所有H換成D。實際上Cannizzaro反應中亞甲基的兩個H是經由氫負離子(H⁻)轉移而來,源自另一分子苯甲醛的醛基C-H,不與溶劑交換,故不會變成CD2。只有可交換的O-H位置會變成O-D。