身障特考四等考試-化學工程有機化學概要110 年第 15 題單選題
下列何項試劑最適宜達成以下的反應?
A加入 CH3MgBr 一小時後加入 H3O+
B加入 CH3I 與氫氧化鈉後反應四小時
C加入 Ph3P=CH2 後反應四小時正確答案
D加入 HCHO 與稀鹽酸後反應八小時
C正確答案
將酮類的羰基 (C=O) 專一性轉換為末端碳碳雙鍵 (C=CH2),最佳方法是使用 Wittig 反應。
為什麼答案是 C
這是 Wittig 反應。使用磷葉立德 (Phosphorus ylide, Ph3P=CH2) 可以專一性地將羰基氧替換為亞甲基 (=CH2),位置明確且不會發生重排,是合成末端烯烴的最佳方法。
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完整詳解
Pro · 無限重點 將酮類的羰基 (C=O) 專一性轉換為末端碳碳雙鍵 (C=CH2),最佳方法是使用 Wittig 反應。
看到反應物是酮 (C=O),產物是末端烯烴 (C=CH2),直接尋找 Wittig 試劑 (含有 Ph3P=C 結構的選項)。
逐選項分析
A✕ 陷阱
這是 Grignard 反應。環己酮與 CH3MgBr 反應後加酸,會先生成 1-甲基環己醇。若進一步酸催化脫水,依據 Zaitsev 規則,主要產物會是較穩定的內部烯烴 (1-甲基環己烯),而非題目所需的末端烯烴。
B✕
在鹼性條件下加入鹵代烷 (CH3I),會發生 α-碳的烷基化反應,產物為 2-甲基環己酮,無法將羰基轉換為雙鍵。
C✓ 正確
這是 Wittig 反應。使用磷葉立德 (Phosphorus ylide, Ph3P=CH2) 可以專一性地將羰基氧替換為亞甲基 (=CH2),位置明確且不會發生重排,是合成末端烯烴的最佳方法。
D✕
環己酮與甲醛在酸性條件下會發生交叉羥醛縮合反應 (Cross-Aldol condensation),無法將原有的羰基直接轉換為亞甲基。
合成末端烯烴的方法比較
| 反應名稱 | 試劑 | 反應特點 | 產物位置專一性 |
|---|
| Wittig 反應 | Ph3P=CH2 (磷葉立德) | 直接將 C=O 轉換為 C=C | 極高 (雙鍵位置固定在原羰基碳上) |
| Grignard 反應 + 脫水 | 1. CH3MgBr 2. H3O+ 加熱 | 先生成醇,再脫水成烯 | 低 (易受 Zaitsev 規則影響生成內部烯烴) |
考生極易誤選 A。雖然 Grignard 試劑加入甲基後再脫水「看起來」可以得到雙鍵,但忽略了醇類脫水時會遵循 Zaitsev 規則(生成最穩定的烯烴)。1-甲基環己醇脫水的主要產物是 1-甲基環己烯(環內雙鍵),而不是題目圖示的亞甲基環己烷(環外雙鍵)。