高雄醫學大學 101 年 《有機化學》
第 1 題1 分
According to atomic theory:
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查現代原子結構的基本概念：
- 原子由帶正電的原子核與核外電子組成。
- 原子核主要包含帶正電的質子與不帶電的中子。
- 電子質量遠小於質子與中子，因此對原子總質量的貢獻很小。
- 電子分布在原子核外的空間，也就是電子雲區域。
原子核的正電荷來自質子，電子帶負電荷。若原子為電中性，質子數與電子數相等。
解題方法
本題可逐項依照原子結構的基本定義判斷。若選項 A～D 均為正確敘述，則選擇「All of the above」，即選項 E。
選項分析
(A) The nucleus is positively charged
正確。
原子核含有帶正電的質子與不帶電的中子，因此原子核的淨電荷為正：
其中 為質子數， 為基本電荷量。原子核的正電荷是原子核區別於核外電子的重要特徵。
(B) The nucleus contains both charged and uncharged particles
正確。
原子核主要由兩類核子組成：
- 質子：帶正電，電荷為
- 中子：不帶電，電荷為
因此，通常所學的原子核模型中，原子核含有帶電與不帶電的粒子。
需注意的是，最常見的氫原子 原子核只有一個質子，沒有中子；但基礎原子結構題通常採用一般性原子核模型，依「原子核由質子與中子組成」的標準敘述判定本項為正確。配合官方答案，本題將此敘述視為一般原子結構的概括描述。
第 2 題1 分
A coenzyme frequently encountered in transamination reactions is:
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查「轉胺作用（transamination）」所需的輔酶。
轉胺作用是將胺基從一個 -胺基酸轉移至 -酮酸，反應通常由 aminotransferase 催化，且必須使用磷酸吡哆醛（pyridoxal phosphate, PLP）作為輔酶。
一般反應可表示為：
最常見的例子是麩胺酸與 -酮戊二酸之間的轉胺作用：
實際生理反應會依另一個胺基酸與酮酸的組合而定，例如：
其中 PLP 的功能是暫時承接胺基，將胺基酸的 -胺基轉移至另一個 -酮酸。
解題方法
看到題幹中的關鍵字 transamination reactions，直接聯想到：
Transamination aminotransferase pyridoxal phosphate, PLP
PLP 是維生素 的活性型態，結構上含有醛基，能與胺基酸的 -胺基形成 Schiff base（亞胺、席夫鹼），使胺基轉移反應得以進行。
PLP 參與轉胺作用的機轉
- 形成內部醛亞胺
PLP 的醛基先與酵素中 Lys 殘基的 -胺基形成 Schiff base：
- 形成外部醛亞胺
受質胺基酸進入活性部位，以其 -胺基取代 Lys，與 PLP 形成外部醛亞胺：
- 形成共振穩定的中間體
胺基酸的 -氫被移除，形成 quinonoid 等共振穩定中間體。PLP 的共軛 系統能分散反應中產生的負電荷，因此常被稱為「電子沉」或 electron sink。
- 裂解形成 -酮酸與 PMP
胺基酸原本的羧基部分以 形式離去，接著重新排列並水解，生成相應的 -酮酸，同時使 PLP 轉變成磷酸吡哆胺（pyridoxamine phosphate, PMP）。
- 將胺基轉移給另一個 -酮酸
PMP 將胺基交給另一個 -酮酸，形成新的胺基酸，並再生 PLP。
因此，PLP 並非反應的最終反應物，而是在 PLP 與 PMP 兩種型態間循環，負責暫時攜帶胺基。
選項分析
(A) Tetrahydrofolate
Tetrahydrofolate，四氫葉酸，簡稱 THF，是葉酸的活性型態，主要功能是攜帶並轉移一碳單位，例如：
第 3 題1 分
Which one of the following structures represents a different compound from the other three?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題測驗環己烷構形（Cyclohexane conformations）與平面立體投影（楔形/虛線表示法，Wedge-and-dash projection）之間的幾何關係轉換，核心觀念為二取代環己烷的順反異構（cis-/trans isomerism）及優勢椅狀構形之鍵向判斷（axial/equatorial）：
- 立體化學的相對關係（cis/trans）：
- 若兩取代基皆位於環平面的同一側（皆向上或皆向下），稱為順式（cis）。
- 若兩取代基分別位於環平面的兩側（一上一下），稱為反式（trans）。
- 椅狀構形（Chair conformation）的鍵向方向性：
- 每個碳原子均連有一根軸向鍵（axial, ）與一根赤道向鍵（equatorial, ）。
- 環上相鄰兩碳原子的向上鍵（"up"）與向下鍵（"down"）交替排列：
- 若某碳的軸向鍵向上（axial up），則其赤道向鍵向下（equatorial down）。
- 其相鄰碳的軸向鍵則向下（axial down），赤道向鍵向上（equatorial up）。
- 1,2-二甲基環己烷（1,2-Dimethylcyclohexane）的對應規律：
- 反式（trans-1,2）：必為「一上一下」，其構形為 或 。
- 順式（cis-1,2）：必為「同上」或「同下」，其構形為 或 。
解題方法
透過統一將四個結構的取代基朝向轉譯為環平面的相對方向（向上 "up" 或 向下 "down"），判斷其為 cis-1,2-二甲基環己烷 還是 trans-1,2-二甲基環己烷：
- 結構 1（椅狀構形）：
- 左側碳（C1）上的 位於軸向向上（axial, up）。
- 右側相鄰碳（C2）上的 位於赤道向向下（equatorial, down）。
- 一個向上（up）、一個向下（down），屬於反式（trans-1,2-dimethylcyclohexane）。
- 其構形為 。
- 結構 2（椅狀構形）：
- 左上頂點碳（C1）上的 位於赤道向向上（equatorial, up）。
- 右下相鄰碳（C2）上的 位於赤道向向下（equatorial, down）。
- 一個向上（up）、一個向下（down），屬於反式（trans-1,2-dimethylcyclohexane）。
- 其構形為 ，是 trans-1,2-dimethylcyclohexane 最穩定的優勢構形。
- 結構 3（雙紐曼投影式 / Newman projection）：
- 沿著環上兩條平行 C-C 鍵同時進行紐曼投影。
- 觀察前端兩個相鄰碳上的甲基：
- 左側碳上的 朝上（up）。
- 右側碳上的 朝下（down）。
- 兩個甲基同樣分居環平面的上下兩側（一上一下），因此屬於反式（trans-1,2-dimethylcyclohexane）。
第 4 題1 分
Which of the standard amino acids is achiral?
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查胺基酸的手性與手性中心判定。
若一個碳原子連接四個不同的取代基，通常形成手性中心，分子具有手性；其鏡像異構物無法與原分子完全重疊。對標準 -胺基酸而言，需觀察 -碳所連接的四個基團：
當 不等於 時，-碳通常連接四個不同基團，具有手性。甘胺酸的側鏈 ，使其 -碳連接兩個相同的氫原子，因此沒有手性中心。
解題方法
逐一檢查各胺基酸的 -碳：
- 是否連接 ；
- 是否連接 ；
- 是否連接氫原子；
- 側鏈 是否與氫不同。
若四個取代基皆不同，該胺基酸具有手性；若有兩個取代基相同，則不具手性。
甘胺酸的結構為：
其中心碳連接：
其中有兩個相同的氫原子，所以甘胺酸沒有手性中心，屬於 achiral。
選項分析
(A) Lysine（離胺酸）
離胺酸的側鏈為：
其 -碳連接 、、 與 ，四個取代基不同，因此具有手性。
(B) Proline（脯胺酸）
第 5 題1 分
Which of the following Newman projections does not represent 2-methylhexane?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題旨在測驗紐曼投影式（Newman projection）的結構解讀與烷烴系統命名（IUPAC nomenclature）。
- 紐曼投影式之視角判讀：
- 前碳（front carbon）以中心相交的三條鍵表示。
- 後碳（back carbon）以大圓圓周伸出的三條鍵表示。
- 沿著指定之 單鍵視角，前碳與後碳各自連接的三個取代基與相連的碳鏈組合，即可還原為完整的分子立體結構與結構簡式。
- 目標化合物：
- **2-甲基己烷（2-methylhexane）**之分子式為 ，主鏈為 6 個碳（己烷），於第 2 號碳上有一個甲基取代基，結構簡式為：
解題方法
將各選項圖形中的前碳與後碳取代基逐一列出，還原出各結構的完整碳鏈與連接關係，再依 IUPAC 規則找出最長主鏈並編號命名，比對何者不是 2-甲基己烷。
選項分析
- 結構 1（選項 A）：
- 前碳：接有兩個甲基（）及一個氫原子（），即異丙基部分之次甲基 。
- 後碳：接有兩個氫原子（）及一個丙基（），即亞甲基 。
- 合成結構：前後碳相連即為 ，為沿著 鍵所畫出的 2-甲基己烷紐曼投影式。
- 故結構 1 代表 2-甲基己烷，此選項不符合題意。
- 結構 2（選項 B）：
- 前碳：接有一個異丙基（）及兩個氫原子（），即 。
- 後碳：接有一個乙基（）及兩個氫原子（），即 。
- 合成結構：前後碳相連即為 ，為沿著 鍵所畫出的 2-甲基己烷紐曼投影式。
- 故結構 2 代表 2-甲基己烷，此選項不符合題意。
第 6 題1 分
2,3-Dibromobutane can exist three stereoisomers as shown below. What stereoisomers would be formed by the following reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查烯類的溴化反應及立體化學：
圖中的起始物為 cis-2-butene（順式-2-丁烯）。 對烯鍵進行加成時，經由三員環狀的 溴鎓離子（bromonium ion） 中間體，接著由另一側進行背面攻擊，因此是 anti addition（反式加成）。
解題方法
反應機構可分為兩步：
- 烯鍵的 電子進攻 ，其中一個溴原子與兩個烯碳形成溴鎓離子。
- 從溴鎓離子的相反面進行親核攻擊，造成兩個 鍵呈反式排列。
由於起始物是 cis-2-butene，且 可從烯鍵的上面或下面進攻，因此會形成一對互為鏡像的產物：
圖中這兩個對映異構物分別標示為 2 與 3。兩者等量生成，形成外消旋混合物。
結構 1 則是 位於同一側所對應的 meso-2,3-dibromobutane，並非本反應的產物。
選項分析
第 7 題1 分
In the following structures, which protons pointed by the arrow on C2 belong to diastereotopic hydrogens?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查 上兩個氫是否為 diastereotopic hydrogens（非對映異位氫）。
判斷方法是「替代測試」：
- 將 上其中一個氫以 取代，得到產物 1。
- 再將另一個氫以 取代，得到產物 2。
- 若產物 1 與產物 2 為非對映異構物，原本兩個氫即為 diastereotopic。
- 若兩者相同，則為 homotopic。
- 若兩者為對映異構物，則為 enantiotopic。
兩個氫在分子中通常看似相同；但若分子內已有立體中心，或取代其中一個氫會產生具有不同立體關係的產物，兩氫便可能成為非對映異位氫。
解題方法
逐一觀察箭頭所指的 上兩個氫，並進行替代測試：
以及
若兩個替代產物具有：
- 相同構造：兩氫為 homotopic；
- 互為鏡像：兩氫為 enantiotopic；
- 互為非鏡像、不可重疊的立體異構物：兩氫為 diastereotopic。
本題以此判斷，只有選項 A 中，箭頭所指的兩個氫經替代後會形成非對映異構物，因此屬於 diastereotopic hydrogens。
選項分析
(A) 正確
選項 A 的分子中， 上有一個 ，其相鄰碳上具有不同取代基，分子因此具有既存的立體化學差異。
將 上左側氫與右側氫分別替換成 ：
第 8 題1 分
What is the correct IUPAC systematic name for the following compound?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查環烯烴的 IUPAC 命名，重點包括：
- 環烯烴的雙鍵必須優先編號，雙鍵兩端固定為第 1、2 號碳。
- 再選擇編號方向，使取代基獲得最低定位號。
- 圖中為一個環己烯，具有兩個氯取代基。
解題方法
先將雙鍵兩端編為 C1、C2。依圖，兩個氯的位置如下：
- 一個氯直接連接在雙鍵上的 C1。
- 另一個氯連接在 C1 的另一側相鄰碳，因此為 C6。
選擇此方向編號時，氯取代基定位號為 ：
環烯烴的雙鍵位於環內，且只有一個雙鍵時，名稱中的 cyclohexene 已表示雙鍵位置為 1，因此可寫作 1,6-Dichlorocyclohexene。
選項分析
- (A) 1,2-Dichlorocyclohexene：錯誤
此名稱表示兩個氯分別連接在雙鍵的兩個碳上，也就是兩個烯碳都帶有氯。圖中只有其中一個氯連接在雙鍵碳上，另一個氯位於相鄰的飽和碳，並非 1,2-二氯取代。
- (B) 2,3-Dichlorocyclohexene：錯誤
第 9 題1 分
What is the formal charge on the nitrogen atom indicated with the arrow in the following compound?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查 Lewis 結構中的形式電荷（formal charge）。氮原子的形式電荷公式為：
氮屬於第 15 族，因此中性氮原子具有 個價電子。
圖中箭頭所指的氮原子與左側碳原子形成一個單鍵，並與右側氮原子形成一個三鍵；該氮原子沒有孤電子對。
解題方法
對箭頭所指的氮原子計算：
- 氮的價電子數：
- 孤電子數：
- 單鍵貢獻 個成鍵電子的一半：
- 三鍵貢獻 個成鍵電子的一半：
因此：
也可用鍵級快速計算：
所以箭頭所指的氮原子帶有正一價形式電荷。
選項分析
- (A) ：錯誤。
若氮原子為中性，必須使孤電子數與成鍵情形符合氮的 個價電子分配。本題箭頭所指氮形成四個鍵級，沒有孤電子對，因此形式電荷不是 。
第 10 題1 分
Which of the following nucleophiles reacts with MeI at the greatest rate in an aqueous solution?
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查甲基碘 與親核試劑進行的 反應，以及溶劑對親核性（nucleophilicity）的影響。
甲基碘的反應如下：
中的甲基碳為親電中心， 為良好離去基。由於甲基碳的位阻極小，反應主要取決於親核試劑在水中的實際親核性。
在極性質子溶劑水中：
- 小而帶電密度高的陰離子容易被水分子強烈溶劑化。
- 較大的、可極化性高的原子，其陰離子通常較不易被水緊密包覆，進攻親電中心的能力較強。
- 同族元素比較時，在水中硫陰離子的親核性通常高於氧陰離子。
因此， 在水中具有特別強的親核性。
解題方法
先判斷反應機構：
- 是甲基鹵化物，甲基碳位阻最低。
- 反應採協同式 機構。
- 親核試劑由甲基碳的背面進攻，同時 鍵斷裂。
- 反應速率可表示為：
在各選項濃度相同的比較下，實際上是在比較不同親核試劑的速率常數 。
關鍵比較為：
原因是硫原子半徑較大、電子雲較易極化，且硫陰離子在水中的溶劑化程度低於氧陰離子。因此， 能更有效率地接近並進攻 的甲基碳。
主要反應為：
生成硫醚 。
選項分析
(A)
是帶負電的氧親核試劑，可進行 反應：
它的親核性確實很強，但氧原子小、電荷密度高，在水中會被水分子強烈溶劑化，使其進攻能力受到抑制。相較之下， 的溶劑化較弱、可極化性較高，因此反應較快。
所以 不是最佳答案。
(B) MeOH
MeOH 為中性分子，雖然氧上有孤電子對，能作為親核試劑，但沒有負電荷，親核性遠低於陰離子。
其反應可寫為：
之後還需脫去質子，才形成二甲醚：
第 11 題1 分
Which of the following compounds would have a greater dipole moment than you expect?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查分子的**偶極矩（dipole moment）**與分子對稱性，以及共振結構對電荷分布的影響。
偶極矩可表示為：
其中 為部分電荷量， 為正、負電荷中心間的距離。分子的總偶極矩是各個鍵偶極矩的向量和；高度對稱的分子，其偶極矩通常會互相抵消。
本題的關鍵是：某些非苯系芳香族化合物雖然只含碳、氫，仍可能因為共振造成明顯的電荷分離，使偶極矩比直覺預期的大。
解題方法
先觀察各選項的分子對稱性，再判斷是否存在能造成顯著電荷分離的特殊共振結構：
- 分子高度對稱：偶極矩彼此抵消，偶極矩接近零。
- 分子具有不對稱的共軛系統，且能形成兩個穩定的芳香性離子片段：會有異常大的偶極矩。
- 僅有碳碳鍵的普通烴類，通常偶極矩不大，除非存在特殊共振或高度極化結構。
選項分析
(A)
此結構為線性稠合的多環芳香烴，具有高度對稱性。左右兩側的電子分布與鍵偶極矩大致互相抵消，因此整個分子的偶極矩接近零。
雖然分子具有大範圍的 共軛，但共軛本身不代表一定有很大的偶極矩；若分子對稱，偶極矩仍會抵消。因此不是答案。
(B)
此選項為含有環外雙鍵的多環共軛烴。雖然環張力與共軛可能使電子分布產生一定程度的極化，但圖示結構沒有像選項（C）那樣，可藉由共振形成兩個特別穩定的芳香性離子片段。
因此其偶極矩不會出現「明顯大於預期」的特殊現象，不是答案。
(C)
第 12 題1 分
Compound A: , IR absorption: .
NMR spectral data:
Broadband-decoupled NMR: 30.2, 31.9, 61.8, 114.7, 138.4.
DEPT-90: 138.4.
DEPT-135: 138.4; negative peaks at 30.2, 31.9, 61.8, 114.7.
What is the structure of compound A?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題綜合考查：
- 分子離子峰 判斷分子式
- IR 吸收峰辨認官能基
- Broadband-decoupled NMR 判斷碳環境數目
- DEPT-90 與 DEPT-135 判斷 、、
解題方法
IR 在 附近有吸收，代表分子含有 或 。配合分子離子峰 ，選項中最合理的分子式為：
其分子量為：
不飽和度為：
因此分子只有一個不飽和度，且已有 官能基；剩下的不飽和度應為一個碳碳雙鍵。
NMR 判讀
Broadband-decoupled NMR 顯示五個訊號：
表示分子中有五種不同的碳環境，符合五個碳均不等效的鏈狀結構。
DEPT-90 只顯示：
DEPT-90 只顯示 ，所以 是烯烴上的 。
DEPT-135 中：
- 、 呈正峰
- 呈負峰
- 無訊號的四級碳不出現
題目資料為：
因此分子含有：
- 一個烯烴
- 一個末端烯烴
- 三個脂肪族 ，其中 為與氧相鄰的
這些資料符合：
即 4-戊烯-1-醇（pent-4-en-1-ol），為選項（C）。
選項分析
（A）錯誤
選項（A）為直鏈烷烴，分子式為 ，其分子量雖為：
但不含氧，不能解釋 IR 的 吸收，也不符合題目所需的含氧結構。
第 13 題1 分
In the following, which one is the most acidic compound?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查「共軛鹼穩定性與酸性強弱」的比較。酸性越強，表示其失去質子後形成的共軛鹼越穩定：
判斷有機化合物酸性時，主要比較負電荷是否能藉由：
- 共振離域；
- 電負性原子穩定；
- 吸電子基的誘導效應；
- 負電荷所在原子的特性；
而得到穩定化。
解題方法
觀察各化合物中可被移除的氫，判斷去質子化後負電荷的穩定程度。
化合物 1 為二硝基甲烷：
去除一個氫後，形成的共軛鹼可由兩個硝基穩定：
負電荷可與兩個強吸電子的硝基產生共振離域，且硝基具有強烈的 誘導效應，因此共軛鹼非常穩定，酸性最強。
選項分析
(A) 化合物 1：正確
化合物 1 含有兩個硝基， 是強吸電子基。去質子化後，負電荷可分散至兩個硝基的氧原子，形成多個共振結構：
雖然上式僅為簡化表示，重點是負電荷能在兩個硝基系統中離域。負電荷被多個高電負度的氧原子穩定，因此其共軛鹼最穩定，化合物 1 的酸性最強。
(B) 化合物 2：錯誤
化合物 2 是 2,4-戊二酮：
中央 的氫具有酸性，因為去質子化後形成的烯醇負離子可在兩個羰基之間共振：
其負電荷可分散至兩個羰基氧，故化合物 2 具有相當強的酸性。然而，它只有兩個羰基提供共振穩定，整體穩定效果仍低於化合物 1 中兩個硝基對負電荷的強烈穩定作用，因此不是最酸者。
(C) 化合物 3：錯誤
第 14 題1 分
Compound I has a molecular formula , and H NMR data shown below:
0.95 (d, , 6H), 2.10 (s, 3H), 2.43 (m, 1H).
What structure fits compound I?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
- 不飽和度（Degree of Unsaturation, DoU / IHD）計算：
分子式為 時，其不飽和度計算公式為：
藉由不飽和度可快速判斷分子中是否含有環或雙鍵（如羰基 ）。 - NMR（質子核磁共振光譜）圖譜解析：
- 積分比（Integration）：對應分子中各類化學等價質子的數目比值。
- 分裂型態（Multiplicity，遵從 規則）：
- 單峰（singlet, s）：相鄰碳上無質子（）。
- 二重峰（doublet, d）：相鄰碳上有 1 個質子（）。
- 七重峰／多重峰（septet / multiplet, m）：相鄰碳上有 6 個等價質子（）。
- 特徵化學位移（Chemical Shift, ）：
- 異丙基甲基 ：（通常為 6H 的 doublet）。
- 甲基酮 ：（通常為 3H 的 singlet）。
- 羰基 位次甲基質子 ：受羰基拉電子效應（去屏蔽）影響，落在 。
解題方法
- 計算不飽和度：
已知化合物 的分子式為 ：
表示結構中含有一個雙鍵或一個環。由選項與化學位移可知為一個羰基（）。 - 分析 NMR 訊號與推導結構基團：
- ：孤立的甲基，且化學位移落在 ，為標準的甲基酮基團（）。
- 與 ：
- 6 個質子裂為二重峰（），且偶合常數 ；
- 1 個質子裂為多重峰（，理論為七重峰，由相鄰 6 個質子造成）；
- 此二者構成一組典型的異丙基（isopropyl group，）。且該次甲基質子位於羰基旁邊（ 位），因而去屏蔽位移至 。
- 拼裝分子結構：
將甲基酮基團與異丙基相連：
此結構即為 3-甲基-2-丁酮（3-methylbutan-2-one，又名甲基異丙基酮），完全符合所有光譜數據。
選項分析
第 15 題1 分
What is the coupling constant for the and protons in the H NMR spectrum of the following compound?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查 （氫核磁共振光譜）中烯烴質子的偶合常數（Coupling constant, ）與立體化學構型的關係：
- 碳-碳雙鍵（烯烴）質子偶合特徵：
- 反式質子（ 鄰位偶合, ）：二面角約為 ，根據 Karplus 方程，軌域重疊程度最大，偶合常數最大，典型範圍為 （常考基準值約為 ）。
- 順式質子（ 鄰位偶合, ）：二面角約為 ，典型範圍為 （常考基準值約為 ）。
- 同碳質子（ 偶合, ）：位於雙鍵同一個碳上的兩個不等價質子，典型範圍極小，約為 （常考基準值約為 ）。
- 偶合常數大小規律：
解題方法
- 分析立體幾何構型：
- 題目給予之化合物為 3-氯丙烯酸（）。
- 雙鍵左側碳接有上方的 與下方的 原子。
- 雙鍵右側碳接有上方的羧基（）與下方的 。
- 觀察目標質子： 位於左上方， 位於右下方，兩者分別位於雙鍵不同碳原子上且處於**反式（trans）**的對角位置。
- 對應偶合常數數值：
- 反式烯烴鄰位質子間的三鍵偶合（）特徵值落在 。
第 16 題1 分
Which of the following orbitals represents the HOMO of 1,3-butadiene in the ground state?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題測驗共軛多烯烴之**分子軌域理論（Molecular Orbital Theory, MO）**以及基態（ground state）下的前線軌域（Frontier Molecular Orbitals, FMO）電子填入規則：
- 共軛 系統軌域建構：1,3-丁二烯（1,3-butadiene，）具有 個連續重疊的 軌域，經由線性組合形成 個 分子軌域，分別記為 、、、。
- 節面數規律：第 個分子軌域（）之垂直於分子平面的節面（nodal plane）數為 ：
- ： 個節面（全同相，能量最低的鍵結軌域）
- ： 個節面（位於 之間）
- ： 個節面（位於 與 之間，反鍵結軌域）
- ： 個節面（相鄰碳原子間皆有節面，能量最高的反鍵結軌域）
- 電子組態與 HOMO/LUMO 判定：1,3-丁二烯系統共有 個 電子。在基態下，依據構築原理（Aufbau principle）與包立不相容原理，電子由低能階向高能階依序成對填入：
- 最高佔有分子軌域（HOMO）：
- 最低未佔有分子軌域（LUMO）：
解題方法
- 計算 電子總數：1,3-丁二烯分子內有 個共軛雙鍵，共計 個 電子。
- 找出基態 HOMO 軌域代號：每個分子軌域最多容納 個自旋相反的電子， 個電子剛好填滿 與 。因此基態的最高佔有分子軌域（HOMO）即為 。
- 識別 的軌域特徵：
- 節面數為 個，且對稱地位於中央的 鍵之間。
第 17 題1 分
Which of the following dienes would not react with a dienophile in a Diels–Alder reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
Diels–Alder 反應是協同式的 環加成反應：
反應需要：
- 共軛 ，提供 電子。
- Diene 能採取 s-cis 構形，使兩端碳原子靠近。
- Dienophile 提供 電子。
- 反應通常為協同式機構，同時形成兩個 鍵，並形成新的六元環。
題目問的是「哪些 diene 不會與 dienophile 反應」，因此只要判斷各結構是否具有可反應的共軛二烯系統即可。
解題方法
逐一檢查各選項：
- 是否具有共軛 或等效的雜原子共軛系統。
- 是否能形成 s-cis 構形。
- 若為芳香性化合物，判斷其是否能在保留部分芳香性的情況下進行環加成。
選項分析
(A)
此結構是開鏈共軛二烯，具有 系統。雖然圖形所畫構形可能接近 s-trans，但單鍵可以旋轉，能轉換成 s-cis 構形，因此可以與 dienophile 進行 Diels–Alder 反應。
所以 (A) 錯誤。
(B)
此結構含有環狀共軛二烯，且環系統限制其構形，使二烯兩端能保持適合環加成的空間排列。環狀二烯通常是良好的 Diels–Alder 反應物，能與 dienophile 形成稠合六元環產物。
所以 (B) 錯誤。
(C)
第 18 題1 分
Arrange the following compounds in order of increasing reactivity toward electrophilic aromatic substitution reaction.
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查取代基對親電性芳香族取代反應（electrophilic aromatic substitution, EAS）反應速率的影響。
EAS 的關鍵步驟是芳香環以 電子進攻親電試劑，形成失去芳香性的 -錯合物，接著脫去質子恢復芳香性：
取代基若能穩定 -錯合物，就會提高反應性；若使中間體能量升高，則會降低反應性。
本題各化合物為：
- 溴苯
- 硝基苯
- 甲苯
- 苯
- 苯甲醚
解題方法
依取代基的電子效應判斷：
- ：強吸電子基，顯著降低芳香環電子密度。
- ：具有強誘導吸電子效應，使芳香環失活。
- ：可透過超共軛與誘導效應供電子，使芳香環活化。
- ：氧上的孤電子對可與芳香環共振供電子，強烈活化芳香環。
- 無取代基的苯作為比較基準。
因此反應性由低至高為：
對應題目編號：
選項分析
(A) ：錯誤
第 19 題1 分
Which of the following reactions could not produce the desired product?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考烯烴與氫鹵酸的加成反應，以及過氧化物效應（peroxide effect）。
起始物為 1-丁烯：
一般情況下， 對烯烴進行親電加成，遵守 Markovnikov rule：
- 加到原本氫較多的末端碳。
- 加到較穩定碳正離子所形成的位置，亦即較取代的碳。
過氧化物存在時，只有 能有效進行自由基反 Markovnikov 加成，使 加到末端碳。此效應不適用於 或 。
解題方法
先判斷各反應是否能得到圖示產物：
- 無過氧化物：、 皆進行 Markovnikov 加成。
- 有 ：只有 進行自由基反 Markovnikov 加成。
- 不會產生有效的自由基鏈反應，因此仍以一般親電加成为主。
過氧化物效應的關鍵自由基步驟為：
接著 加成至 1-丁烯，形成較穩定的二級碳自由基，最後從 奪取氫原子，得到 1-溴丁烷。
對 而言， 加成與從 奪取氫原子的自由基步驟能量上不利，無法維持有效的鏈反應，所以不會產生反 Markovnikov 產物。
選項分析
(A)
第 20 題1 分
Select the most reasonable formula for the compound with the following mass spectral data: at with a minor peak.
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查質譜中的：
- 分子離子峰 的名目質量判讀。
- 分子式的原子量加總。
- 氮規則（nitrogen rule）。
- 同位素峰 與碳-13的關係。
- 鹵素、硫等元素造成的特殊同位素峰型。
採用常用整數原子量：
解題方法
先計算各選項的分子量，並與題目給出的 峰 比較。
此外，題目指出 峰很小，表示主要分子離子峰為 ，只含少量較重同位素，例如 。這與一般含碳有機物的質譜表現相符。
由氮規則可知，對一般由 、、、、鹵素、硫等元素組成的有機分子：
- 奇數名目分子量通常代表含有奇數個氮原子。
- 偶數名目分子量通常代表含有偶數個氮原子或不含氮。
因為 是奇數，所以合理候選應含有奇數個氮原子。
選項分析
(A)
分子量為：
其分子量不是 ，因此不符合題目所給的分子離子峰。
此外，氯具有兩種重要同位素 與 ，天然比例約為 。若化合物含有一個氯，質譜通常會出現明顯的 峰，強度約為 峰的三分之一，而題目僅指出有小的 峰，也不符合典型含氯化合物的峰型。
所以 (A) 錯誤。
(B)
分子量為：
其分子量為 ，不是 ，與題目不符。
此分子含有兩個氮原子，氮數為偶數；若分子量為 ，也符合氮規則。但題目給的是 ，因此仍不能選用。
所以 (B) 錯誤。
(C)
分子量為：
第 21 題1 分
What reagent should be used for the following reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查有機金屬試劑與鹵化物的偶合反應，尤其是 Gilman reagent（鋰二烷基銅，lithium dialkylcuprate）的 Corey–House coupling。
一般反應式為：
其中 可為 ，而 中的一個 會與鹵化物上的碳形成新的 鍵。
圖中反應物為烯基碘化物，碘原子所在的烯基碳與乙基形成新的碳—碳鍵，使產物成為較長鏈的烯烴。所需的乙基來源是 ，因此應使用二乙基銅鋰：
反應可表示為：
解題方法
解題時先辨認官能基與反應位置：
- 反應物是烯基碘化物，碘連接在雙鍵碳上。
- 產物相較於反應物多出一個乙基 。
- 因此需要能將乙基轉移給烯基碘化物的有機金屬試劑。
- 在各選項中，能進行鹵化物—有機基團偶合、並以乙基取代碘的標準試劑是 。
其關鍵機構是有機銅試劑中的乙基片段對烯基碘化物進行偶合，形成新的 鍵；碘則以 形式離去。烯基偶合通常保留原有雙鍵骨架與幾何構型。
選項分析
(A) ：錯誤
是乙基 Grignard 試劑，具有強鹼性與強親核性。它主要用於對醛、酮等羰基化合物進行親核加成，而不是本題所需的烯基碘化物交叉偶合。
若直接與烯基碘化物反應，容易發生副反應，例如鹼誘導消除或其他非選擇性反應，因此不是本題的標準選擇。
第 22 題1 分
Which of the following alkenes is most reactive toward ozonolysis?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
臭氧分解（ozonolysis）首先由臭氧對 進行親電性加成，形成 molozonide，之後經重排生成 ozonide，最後在還原性處理下切斷雙鍵：
烯烴雙鍵的電子密度越高，越容易受到臭氧的親電性進攻，因此臭氧分解速率通常具有以下趨勢：
- 烷基具有給電子效應，可提高雙鍵電子密度。
- 可透過共振強烈給電子，使烯烴成為電子豐富的 enol ether。
- 羰基等吸電子基會降低雙鍵電子密度，使反應性下降。
解題方法
比較各選項雙鍵上的取代基與電子效應。雖然烷基能使烯烴較容易與臭氧反應，但 的共振給電子效應更強，能使雙鍵特別富電子。因此含有 結構的選項 D 具有最高臭氧分解反應性。
其共振表示可寫成：
此結構反映氧原子的孤電子對可與雙鍵共振，使雙鍵具有較高電子密度。
選項分析
(A)
此為高度烷基取代的四級烯烴，烷基的 效應確實能提高雙鍵電子密度，因此反應性不低。
第 23 題1 分
Which of the following ketones shows a strong characteristic band at ?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查紅外光譜中酮類羰基 伸縮振動的吸收位置。
一般飽和脂肪族酮的羰基吸收約在 。若羰基位於高度張力的小環中，環張力會使羰基鍵具有較高鍵能，因此 伸縮振動頻率上升。
環越小，環張力越大，羰基吸收波數越高：
其中環丙酮的特徵吸收約為 。
解題方法
先辨認各選項的環大小，再比較環張力：
- 三元環：張力最大，羰基吸收波數最高。
- 四元環：有明顯環張力，吸收波數次高。
- 五元、六元、七元環：環張力較小，羰基吸收接近一般脂肪族酮。
因此，吸收於 的應為三元環酮，也就是環丙酮。
選項分析
- (A) 正確：圖示為環丙酮，三元環的鍵角被迫接近 ，遠小於羰基碳理想的 三角平面幾何，造成極大的環張力，使 伸縮
第 24 題1 分
In aromatic nitration reactions, nitric acid () is used in conjunction with the stronger acid, sulfuric acid (), to form an intermediate. Which of the following could be the formula for this intermediate?
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
芳香族硝化反應使用混酸，即濃硝酸與濃硫酸。濃硫酸的酸性較強，會先將硝酸質子化，形成質子化硝酸：
其中 是硝酸被質子化後的中間物。接著，質子化硝酸脫去水，產生真正進行芳香族親電取代反應的親電試劑——硝鎓離子：
硝鎓離子會攻擊芳香環，形成硝化反應的關鍵中間體，最後失去質子而恢復芳香性。
解題方法
本題的判斷重點是：硝酸在強酸硫酸的作用下會先接受一個質子，因此其分子由 變成含有兩個氫的質子化形式 。
反應流程可表示為：
因此，選項中符合「硝酸被質子化後的中間物」者為 。嚴格書寫時應標示電荷為 ，但選項 C 省略了正電荷，官方答案仍以其代表質子化硝酸。
選項分析
(A) ：錯誤
硝化反應需要的是強親電性的硝鎓離子 ，不是中性的 。
若題目原意是硝酸根，應寫成 ；硝酸根是穩定的陰離子，具有親核性，並非芳香環硝化所需的主要親電試劑。若寫成中性的 ，則通常表示硝酸根自由基，亦不是本反應的標準中間物。
(B) ：錯誤
硫酸可接受質子形成質子化硫酸，但芳香族硝化中，關鍵的含氮物種來自硝酸，而不是硫酸。
硫酸在混酸中的主要作用是：
- 提供質子，使硝酸質子化。
- 作為脫水劑，促進水脫離。
- 形成 ，協助反應中的酸鹼平衡。
第 25 題1 分
What is the best reagent for the following reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考「選擇性氧化醇」：
- 二級醇氧化成酮。
- 一級醇可氧化成醛，強氧化條件下進一步成羧酸。
- 對苄位醇（benzylic alcohol）與烯丙位醇具有高度選擇性，通常只氧化這些位置的醇羥基。
題圖中的反應物可表示為：
其中 是苄位二級醇；末端 是一般脂肪族一級醇。產物為：
也就是只將苄位二級醇氧化成酮，保留末端一級醇。
解題方法
先辨認反應物中有兩個醇羥基：
- 苄位二級醇：
- 脂肪族一級醇：
產物只改變苄位二級醇：
因此需要一個能優先氧化苄位醇、而不明顯氧化一般一級醇的試劑。 正符合此選擇性。
其反應機構重點是苄位醇吸附在二氧化錳表面，醇氧與二氧化錳作用後，發生氫轉移與氧化還原，使：
苄位結構能穩定反應過程中的電子變化，因此反應特別容易進行；一般脂肪族一級醇則通常不被快速氧化。
選項分析
(A) PCC
PCC 可將二級醇氧化成酮，也可將一級醇氧化成醛：
因此會同時氧化兩個羥基，無法保留末端一級醇。故錯誤。
(B)
第 26 題1 分
What is the major product of the following reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查烯烴的親電加成反應（Electrophilic Addition of Alkenes）及擬鹵素／鹵素類似物（Pseudohalogen）的區域選擇性（Regioselectivity，馬可尼可夫規則 Markovnikov's Rule）。
- 試劑極性判斷：
碘疊氮（Iodine azide, ）由碘與疊氮基組成。依電負度差異：氮（） 碘（），因此分子具有 的極性分布。碘原子帶部分正電荷（親電端），疊氮基帶部分負電荷（親核端）。 - 馬可尼可夫加成機轉：
烯烴與親電試劑反應時，帶正電的親電基團（）優先加到雙鍵取代度較低、含氫較多的碳原子上；帶負電的親核基團（）則進攻能更好穩定正電荷、取代度較高的碳原子。
解題方法
本題受質為 1-戊烯（），反應步驟如下：
- 親電進攻與三員環碘鎓離子（Iodonium ion）形成：
1-戊烯的 電子進攻帶部分正電荷的碘原子（），同時碘釋出離去基疊氮根（）。碘原子與 C1、C2 形成環狀三員碘鎓離子中間體：
- 區域選擇性開環（Markovnikov orientation）：
在該環狀碘鎓離子中，二級碳（C2）較一級碳（C1）更能分散並穩定部分正電荷（具有較大的碳陽離子特徵）。 - 親核進攻（-like 反式進攻）：
第 27 題1 分
What product would be obtained by the following reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題測驗「醯胺（Amide）及內醯胺（Lactam）的氫化鋁鋰（）還原反應」：
- 反應特性：強還原劑氫化鋁鋰（）能將各級醯胺（包括環狀的內醯胺，lactam）的羰基（）完全還原為亞甲基（），產物為對應級數的胺（Amine）。
- 鍵結保留：還原過程中，氧原子作為離去基（以鋁酸鹽形式離去）， 單鍵則完整保留，因此環狀內醯胺不會開環，反應後會轉化為同環大小的環狀胺。
解題方法與反應機構
反應物為五元環內醯胺——-甲基-2-吡咯啶酮（1-methylpyrrolidin-2-one）：
關鍵反應步驟如下：
- 親核加成（第一當量氫負離子攻擊）： 釋出氫負離子（）親核進攻羰基碳，形成四面體中間體（Tetrahedral intermediate），氧原子帶負電荷並與鋁配位。
- 亞胺鹽生成（消除氧負離子）：氮原子上的孤對電子（lone pair）向碳擠入形成雙鍵，促使鋁氧化物（）作為離去基被排出，形成環狀亞胺鹽中間體（Iminium ion）。
- 親核還原（第二當量氫負離子攻擊）：第二當量氫負離子迅速進攻親電性極強的亞胺碳（），將其還原為飽和的亞甲基（）。
- 水解中和：加入 淬滅剩餘的鋁試劑，水解產物即為五元環三級胺——-甲基吡咯啶（1-methylpyrrolidine）。
第 28 題1 分
Which fragment would you expect to be the base peak in the mass spectrum of limonene?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查質譜儀（Mass Spectrometry, MS）中**環己烯衍生物的特徵裂解反應（Retro-Diels-Alder reaction, RDA 逆狄爾斯-阿爾德裂解）**以及質荷比（）之計算。
- 基峰（Base Peak）：在質譜圖中相對強度最高（訂為 ）的離子峰，通常對應於熱力學上最穩定或裂解路徑位能最低、最易生成的碎片離子。
- 檸檬烯（Limonene）的分子式與分子量：分子式為 ，分子離子峰（molecular ion, ）的質量為：
- 環己烯骨架的逆狄爾斯-阿爾德裂解（Retro-Diels-Alder, RDA）：含六元環雙鍵結構（環己烯系統）的單萜分子在電子撞擊游離（EI-MS）下，極易發生六員環的逆雙烯加成裂解，斷裂兩個單鍵並生成一個共軛二烯碎片與一個烯烴碎片：
裂解產生的兩個產物質量皆為：
其中攜帶正電荷與自由基的異戊二烯自由基陽離子（isoprene radical cation, ）即表現為質譜圖中的強訊號。
解題方法
-
分子離子形成：
檸檬烯（1-甲基-4-(丙-1-烯-2-基)環己-1-烯）在質譜儀中受高能電子撞擊游離，失去一個電子形成分子離子自由基 ：
-
RDA 裂解機制：
檸檬烯的環內雙鍵促進了典型的逆狄爾斯-阿爾德裂解（Retro-Diels-Alder fragmentation）：
- 環己烯環上的 3,4 位與 5,6 位碳-碳單鍵發生均裂（homolytic cleavage）或協同裂解。
- 分子裂解成兩分子的異戊二烯（）：
- 一分子為保留原本環內雙鍵與甲基的異戊二烯單位。
- 另一分子為包含原本環外異丙烯基與環骨架碳原子的異戊二烯單位。
- 反應式如下：
第 29 題1 分
What is the major product of the following reaction?
(1.0 equiv.)
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查烯類與 的親電加成反應，重點包括：
- 遵循 Markovnikov orientation。
- 反應經由碳陽離子中間體進行。
- 反應傾向形成較穩定的碳陽離子：三級 二級 一級。
- 作為親核試劑，攻擊碳陽離子。
- 只有 equivalent 的 ，因此主要發生一次加成，另一個雙鍵保留。
解題方法
原反應物具有兩個碳碳雙鍵：
- 右上方雙鍵與 相連，為較多取代的雙鍵。
- 左下方雙鍵取代程度較低。
先考慮右上方、與甲基相連的雙鍵。質子化時， 加到較少取代的碳，使正電荷落在帶有 的碳上：
此時形成三級碳陽離子，接著由 進行親核攻擊：
因此氯原子會接在原本帶有甲基的雙鍵碳上，生成帶有 與 的三級碳，且左下方雙鍵仍存在。此結構即為選項 (A)。
選項分析
- (A) 正確。
加到右上方雙鍵中較少取代的碳，形成帶有甲基的三級碳陽離子；
第 30 題1 分
Which of the following would correctly describe the NMR and H NMR spectra for the indicated atoms in the compound shown below?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查兩項光譜判讀：
- NMR 中羰基碳的化學位移。
- H NMR 中依照鄰近氫數判斷裂分型態的 法則。
圖中 atom 1 為酮類羰基碳：
酮類羰基碳通常出現在約 ，因此其訊號約為 。
atom 2 為圖中標示的甲基，其相鄰碳為 。甲基上的氫受到鄰碳兩個氫的裂分：
因此 atom 2 在 H NMR 中呈現 triplet（三重峰）。
解題方法
先判斷 atom 1 的官能基環境：
- atom 1 是 的羰基碳；
- 結構為酮類羰基，而非羧酸衍生物；
- 酮類羰基碳的 NMR 化學位移約為 。
再判斷 atom 2 的裂分：
- atom 2 所在的 鄰接一個 ；
- 鄰近氫數 ；
- 依 法則，訊號為三重峰。
所以正確組合為：
選項分析
(A) Atom 1 為 判斷正確，但 atom 2 應為 triplet，不是 doublet，因此錯誤。
第 31 題1 分
What is the major product of the following reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查有機銅試劑 對 -不飽和酮的反應，以及後續的分子內烷基化。
屬於柔軟的碳親核試劑，對共軛烯酮通常進行 1,4-共軛加成，而非 1,2-加成：
本題中， 提供甲基，使甲基加到烯酮的 -碳；同時形成位於 -碳的烯醇負離子。該烯醇負離子接著進行分子內 反應，攻擊側鏈末端的 ，形成新的碳—碳鍵。
解題方法
反應可分為兩個關鍵步驟。
第一步：1,4-共軛加成
中的甲基作為親核試劑，攻擊烯酮的 -碳：
因此：
- 原本烯酮的 -碳接上新的 ；
- 羰基仍然保留；
- -碳形成烯醇負離子；
- 原本 -碳上的 也保留。
第二步：分子內 烷基化
形成的烯醇負離子進行分子內親核取代，攻擊側鏈末端的一级 ：
由於反應為分子內反應，且攻擊的是位阻較小的一级溴代烷，容易形成稠合雙環酮。最終產物具有：
- 原有的酮羰基；
- -碳上的原有甲基；
- -碳上由 引入的新甲基；
- 由分子內 形成的第二個環；
- 原有的異丙基取代基。
這正是選項 (A) 所表示的結構。
選項分析
第 32 題1 分
What is the major product of the following reaction?
, MeOH, heat
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查：
- 鹼催化的分子內 aldol condensation（分子內羥醛縮合）
- 羰基化合物的 -氫去質子化形成 enolate
- 分子內親核加成形成環狀 -羥基羰基化合物
- 加熱脫水形成共軛烯酮
底物同時含有甲基酮與醛基。 先使甲基酮的 -氫被移除，形成 enolate；enolate 再分子內進攻末端醛基，優先形成較穩定的五元環中間體，最後脫水生成與酮羰基共軛的烯酮。
解題方法
左側甲基酮可寫成：
在鹼性條件下，甲基酮的 -碳先被去質子化：
形成的 enolate 以 -碳作為親核位置，分子內進攻醛羰基碳：
此步驟形成環狀 -羥基酮。由於反應在 、 且加熱下進行，接著發生脫水，移除 與鄰位氫，生成較穩定的共軛烯酮：
所得產物為環戊烯酮骨架，並保留原本酮的甲基，因此結構符合選項 (B)。
為什麼選 B
第 33 題1 分
How would you carry out the following transformation?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查兩個反應：
- 端炔的去質子化與烷基化
端炔 的氫具有酸性，須以強鹼 去除，形成炔基陰離子：
炔基陰離子再對 進行 親核取代，接上乙基：
- 炔烴的反式還原
／液態 為溶解金屬還原系統，使炔烴還原成反式（trans）烯烴：
相反地，／Lindlar’s catalyst 會產生順式（cis）烯烴。
解題方法
原料為端炔，目標產物為接上乙基後的反式烯烴，因此反應順序必須是：
第一步先以 形成炔基陰離子，再用 進行 烷基化；第二步使用 ／液態 ，將內炔還原成反式烯烴。
因此選項 (D) 完全符合。
選項分析
(A) 1. (a) , (b) ；2. ：錯誤
的鹼性不足以有效去除端炔氫。端炔的 約為 25，而水的 約為 15.7，故 無法將端炔定量轉化為炔基陰離子，後續乙基化無法順利進行。
(B) 1. ；2. (a) , (b) ：錯誤
第 34 題1 分
What is the best reagent for the following transformation?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查芳香族重氮鹽的取代反應，特別是 Balz–Schiemann reaction（Balz–Schiemann 反應）。
圖中起始物為苯基重氮氯鹽：
欲將芳香環上的 轉換成 ，標準作法是先加入 ，形成難溶且可分離的芳基重氮四氟硼酸鹽：
加熱後，重氮鹽分解並逸出氮氣， 提供氟原子，生成氟苯：
總反應可表示為：
解題方法
判斷芳香族重氮鹽的取代基即可：
- 被取代。
- 目標取代基是 。
- 芳香族重氮鹽導入氟，使用 。
- 反應中先形成 ，再加熱放出 。
反應機構的關鍵步驟是重氮基離去並形成非常穩定的氮氣；氟則由四氟硼酸根提供。因此最佳試劑為 。
選項分析
(A) ：錯誤
雖然含有氟，但不是芳香族重氮鹽進行 Balz–Schiemann 反應的標準試劑。它無法有效形成可分離、可熱分解的芳基重氮四氟硼酸鹽 ，因此不能作為本題的最佳試劑。
(B) ：錯誤
芳香族重氮鹽確實可進行 Sandmeyer reaction，例如使用 、 或 分別導入 、 或 。
第 35 題1 分
What product would you expect from the following transformation?
Reagents: , 2 , , EtOH.
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查：
- 烯類與 的親電加成。
- 鄰二鹵化物在醇性強鹼作用下，連續進行兩次 -消去反應。
- 由鄰二溴化物製備炔類。
起始物為二苯基乙烯：
解題方法與反應機構
第一步，烯鍵與 反應。烯鍵的 電子進攻 ，形成三員環狀溴鎓離子；隨後 從反面進攻，因此生成鄰二溴化物：
第二步，在 ／EtOH 中進行消去反應。第一次消去移除一個 ，形成乙烯基溴化物：
第二次消去再移除一個 ，形成碳碳三鍵：
總反應可表示為：
因此產物為二苯基乙炔（diphenylacetylene）。
選項分析
(A)
此選項為鄰二醇：
這是烯類經過 或冷稀 等氧化羥基化反應時常見的產物。本題使用的是 ，不會直接將兩個溴取代成兩個羥基，因此錯誤。
第 36 題1 分
In the following reaction, what is the major product?
Reagents: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題探討烯烴的親電加成反應以及**分子內親核環化（內分子鹵醚化反應，Intramolecular Bromoetherification）**的動力學優勢與位向選擇性：
- 溴鎓離子中間體（Bromonium ion intermediate）：烯烴雙鍵受到親電試劑 進攻，形成帶正電荷的三員環狀「環狀溴鎓離子」。
- 分子內 vs. 分子間親核進攻（有效莫耳濃度與活化熵）：反應系統中雖有水（）與溴離子（）等分子間親核試劑，但反應物分子另一端帶有未共用電子對的羥基（）。由於「分子內反應」具有極高之有效莫耳濃度（effective molarity）與有利的活化熵（ 較分子間碰撞更不負），其親核進攻速率遠大於外來的分子間試劑。
- 環化尺寸與位向選擇性（Baldwin 規則）：末端五碳不飽和醇（4-戊烯-1-醇，）環化時，分子內羥基可選擇 5-exo-tet（進攻較多取代的 C4，形成五員環）或 6-endo-tet（進攻末端 C5，形成六員環）。依據立體電子效應與 Baldwin 規則，5-exo-tet 的軌域重疊幾何最佳、反應速率最快，專一性形成熱力學與動力學皆極為有利的五員環醚——四氫呋喃（Tetrahydrofuran, THF）環系。
解題方法
本反應為經典的分子內鹵醚化反應，詳細反應機構如下：
-
親電加成形成環狀溴鎓離子：
4-戊烯-1-醇的末端碳–碳雙鍵（C4=C5）進攻 ，釋出 ，生成三員環狀的溴鎓離子中間體：
-
分子內羥基親核進攻（5-exo-tet 關環）：
分子鏈末端的羥基氧原子上的未共用電子對，向分子內的溴鎓離子進行親核背向進攻（ 型態開環）。
- 若進攻 C4（5-exo-tet）：羥基氧（原子 1）進攻 C4（原子 5），形成穩定的五員氧雜環（四氫呋喃環），溴原子留在環外的 C5 甲基上（）。
- 若進攻 C5（6-endo-tet）：形成六員環（四氫哌喃環），但過渡態中親核基團進攻的角度阻礙較大，速率遠慢於 5-exo 關環。
因此反應專一循 5-exo-tet 路徑進行：
第 37 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
- n-
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題測驗有機化學中的**維蒂希反應（Wittig reaction）**及其立體化學選擇性（Stereoselectivity）：
- 葉立德（Ylide）的生成：鏻鹽（Phosphonium salt）受強鹼（如 、）去質子化，生成具有親核性的磷葉立德（Phosphorus ylide）。
- 葉立德的分類與立體化學：
- 不穩定葉立德（Non-stabilized ylide）：碳負離子旁僅接烷基或氫（無共軛吸電子基），與醛反應時主要經由動力學控制的四元環氧磷雜環丁烷（Oxaphosphetane）過渡態，主要產物為 -烯類（順式烯類，cis-alkene）。
- 穩定葉立德（Stabilized ylide）：碳負離子旁有羰基、酯基等吸電子基共軛穩定，熱力學控制下主要生成 -烯類（反式烯類，trans-alkene）。
解題方法
- 試劑結構解析：
- 起始物鏻鹽為甲基三苯基溴化鏻 還是乙基三苯基溴化鏻？
從題圖中可清楚看出磷上帶正電荷，接了三個苯基 ，下方為一個甲基：。
然而，檢視各產物選項：主鏈皆為五碳鏈（戊烯），可知反應是由具有 1 個碳的葉立德或 2 個碳的葉立德與含碳化合物反應？ - 試劑 2 為丁醛（，共 4 個碳）。
- 若磷鹽為 ，去質子化形成 （亞甲基三苯基膦），與丁醛縮合應得到 1-戊烯（，為末端烯，無順反異構物）。
- 但選項 (B) 與 (C) 皆為2-戊烯（內烯，具有順反異構物），這在考試中是經典題型：題目的甲基鏻鹽常被命題者簡化繪製或打字失誤（實際為乙基鏻鹽 產生亞乙基葉立德 ），或是將 視為提供甲基端。無論如何，題目的意圖極為明確——在選項 (B) 的 -2-戊烯與 (C) 的 -2-戊烯之間進行立體選擇性的判定。
- 葉立德類型的判斷：
- 形成的葉立德（ 或 類烷基葉立德）上沒有任何吸電子基（如 、、）可共軛分散負電荷，屬於不穩定葉立德（Non-stabilized ylide）。
- 反應機構與立體化學推導：
- 步驟一（生成葉立德）：
第 38 題1 分
Which of the following reagents could not be applied to the following transformation?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查縮硫醛／縮硫酮（Thioacetal / Thioketal）的去保護（Deprotection）與去硫還原反應（Desulfurization）：
- 去硫還原成次甲基（Desulfurization to ）：
- 縮硫酮可經由過渡金屬催化加氫或自由基還原路徑，將碳-硫單鍵還原斷裂（），把羰基等效轉化為亞甲基（），這是經典的 Mozingo 還原反應（Mozingo reduction）。
- 常見試劑包括：
- Raney-Ni, ：最經典的非均相催化加氫脫硫試劑。
- （原位生成活性硼化鎳/鎳奈米顆粒）：溫和有效的去硫試劑。
- ：以自由基鏈反應機制進行碳-硫鍵的均裂與還原性去硫反應。
- 水解去保護還原成羰基（Hydrolysis to ）：
- 縮硫酮對一般的酸鹼相當穩定，必須藉由親硫性金屬離子（如汞離子 ）與硫原子形成強烈錯合，使縮硫酮的碳受到水分子攻擊水解，重新釋放出羰基（）。
- , aqueous acetone：為經典的縮硫酮「水解還原為酮類（Ketone）」試劑，不會將縮硫酮還原為烷烴（）。
解題方法
- 分析受質與產物的化學結構：
- 反應受質（Starting Material）：雙環雙烯系統側接一個五員環的縮硫酮（1,3-dithiolane）。
- 反應產物（Product）：縮硫酮部分被完全去除，原本連有兩根 鍵的碳原子轉化為亞甲基（），同時分子內原本的雙鍵結構保留。
- 鎖定反應本質：
- 此轉換為：
- 這是一個還原性去硫（Reductive desulfurization）反應，而非水解成酮（）。
- 比對試劑功能：
- 題目問的是「哪一個試劑無法（could not）用於此轉換」。
- 因此能進行還原去硫（生成產物）的試劑為錯誤選項，而僅會水解得到酮（無法得到產物烷烴）的試劑即為正確答案。
選項分析
第 39 題1 分
What is the final product of the following reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查芳香族一級胺的重氮化反應，以及重氮鹽與酚進行的偶合反應（azo coupling）。
起始物為對硝基苯胺（-nitroaniline）。在酸性條件下，亞硝酸鈉產生亞硝酸，將芳香族一級胺轉化為芳香族重氮鹽：
重氮鹽中的 是親電性中心，可與電子密度較高的酚環進行親電芳香取代，形成偶氮化合物：
酚在鹼性條件下會形成較強的親核物種 ，使芳香環的反應性提高。偶合主要發生在羥基的對位；若對位被占據，才考慮鄰位。
解題方法
- 先被重氮化成芳香族重氮鹽：
-
重氮鹽與酚進行偶合，產生 偶氮鍵。
-
酚環的 為強活化基，具有鄰、對位導向性；對位位阻較小，因此在酚環對位形成新鍵。
-
產物為對硝基苯基與對羥基苯基相連的偶氮化合物：
此結構正是選項 (B)。
選項分析
第 40 題1 分
In the following reaction, what is the major product?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考的是 （俗稱 diketene，二烯酮）與醇的醇解反應。Diketene 為高度張力的四元環 -lactone，與醇反應時會發生：
- 醇氧作為親核試劑進攻 diketene 的親電部位。
- 四元環因環張力而開環。
- 經質子轉移與互變異構，形成穩定的 -keto ester。
題目中的醇為 1-butanol：
生成物為 butyl acetoacetate（乙醯乙酸丁酯）。
解題方法
判斷此題的關鍵不是把 1-butanol 單純加到雙鍵上，而是辨認左側結構為 diketene。Diketene 的四元 -lactone 環具有高度環張力，因此醇進攻後會促使環開裂。
反應結果可視為：
其中 代表 。
機構重點如下：
- 1-butanol 的氧具有孤電子對，對 diketene 的親電中心進行親核進攻。
- 生成的中間體發生 -lactone 開環，以釋放四元環張力。
- 開環中間體經質子轉移及烯醇－酮互變異構，形成較穩定的 。
- 最終產物具有一個酮基與一個酯基，屬於 -keto ester。
因此正確結構必須是：
第 41 題1 分
What is the best reagent for the following transformation?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查羰基化合物的轉化方式，重點是辨認：
- Grignard 試劑與有機銅試劑：使酮進行親核加成，生成醇。
- Wittig 反應：將酮的 轉換成烯烴 。
- 產物結構判斷：原羰基碳與試劑提供的碳形成雙鍵。
題目中的環己酮經反應後，產物為環己烷環上的羰基碳與 形成雙鍵，即苯基取代的環外烯烴：
因此，需要使用能提供 的 Wittig 試劑。
解題方法
選項 是 benzylidene triphenylphosphorane（亞苄基三苯基膦），屬於 Wittig 試劑。
其反應可表示為：
反應機構的關鍵步驟如下：
- Wittig 試劑中的帶負電性碳 作為親核試劑，進攻酮的羰基碳。
- 形成帶有氧負離子的 betaine 中間體。
- 中間體環化形成 oxaphosphetane。
- oxaphosphetane 分解，生成烯烴與穩定的三苯基膦氧化物 。
總結果是：
而且新雙鍵另一端帶有 與 ，正好符合題目產物。
選項分析
(A)
是 phenylmagnesium bromide，屬於 Grignard 試劑。其 等效碳會親核進攻酮的羰基碳，酸化後生成三級醇：
此反應將羰基轉為醇，並不形成 ，所以錯誤。
第 42 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考察酸催化下的 Fischer indole synthesis（費雪吲哚合成），以及取代基在吲哚環上的定位。
反應物為芳香族腙類（hydrazone）經酸處理後，會經歷：
- 腙氮原子質子化。
- 酸催化的互變異構，形成較易重排的結構。
- 發生 Fischer rearrangement，使碳骨架重新排列。
- 關環形成吲哚環。
- 脫去氨分子 ，生成芳香性的吲哚產物。
吲哚環的芳香性與共振穩定性，是反應能順利進行的重要推動力。
解題方法
判斷 Fischer 吲哚合成的取代基位置時，記住羰基化合物的兩個取代基會進入新形成的吡咯環：
- 原羰基碳上的取代基，通常位於吲哚的 。
- 原羰基碳旁邊、參與重排的碳，其取代基通常位於吲哚的 。
本題反應物中，重排後形成的吲哚環具有：
- 上的甲基取代基；
- 上的苯基取代基；
- 吲哚氮仍保留氫原子。
因此產物為 2-methyl-3-phenylindole，即選項 A。
其反應結果可概略表示為：
酸在此主要扮演催化角色，促進質子化、重排與脫氨；最終生成芳香性吲哚環。
第 43 題1 分
What is the final product of the following sequential reactions?
Reagents: ; , .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查：
- 與 -溴代酯形成 Reformatsky reagent。
- 有機鋅試劑對醛的親核加成。
- 生成的羥基酯進行分子內酯化，形成五元環內酯。
起始物可表示為：
解題方法
1. 形成有機鋅試劑
插入 鍵，生成烯丙基型有機鋅試劑：
其中 部分的碳具有親核性。
2. 加成至 benzaldehyde
有機鋅試劑進攻 benzaldehyde 的羰基碳，羰基氧形成烷氧基，酸性處理後得到醇：
此時得到的中間產物是羥基酯，也就是選項 C 所代表的開鏈結構。
3. 分子內酯化
生成的 可分子內進攻酯羰基，形成四面體中間體，接著脫去 ：
由於形成的是穩定的五元環，分子內酯化容易發生，最終生成具有外側亞甲基的 -內酯：
第 44 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagents: , (2.0 equiv).
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查：
- 與 形成有機鎘試劑。
- 有機鎘試劑與酸氯化物反應，通常只進行一次親核醯基取代，生成酮。
- 有機鎘試劑的反應性比 Grignard 試劑低，因此不會對生成的酮再進行第二次加成。
依圖判讀， 為直鏈烷基鎂溴化物，另一反應物為氯乙醯氯：
其中 代表題圖中的直鏈烷基。
解題方法
第一步， 與 反應，生成有機鎘試劑：
有機鎘試劑 作為親核試劑，攻擊氯乙醯氯的羰基碳：
反應機構重點如下：
- 等效體攻擊酸氯化物的羰基碳。
- 形成四面體中間體。
- 中間體消除 ，恢復羰基，生成酮。
- 因為有機鎘試劑反應性較低，生成的酮不會再被第二個 加成。
因此主要產物為：
即選項 (A) 所示的氯代烷基酮。
選項分析
第 45 題1 分
In the following reaction, what is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查酸催化下烯烴的可逆異構化（double-bond isomerization）。在 存在下，雙鍵可經由質子化形成碳正離子，再脫去鄰位氫而移動：
反應達平衡時，主要生成物通常是熱力學上較穩定的烯烴，判斷依據包括：
- 雙鍵取代度較高；
- 雙鍵彼此共軛；
- 共軛烯酮系統較穩定。
本題沒有新的碳骨架形成，主要是原有環內雙鍵的位置重新排列。
解題方法
起始物含有：
- 環內的碳碳雙鍵；
- 側鏈的 -不飽和羰基；
- 環上 gem-dimethyl 結構。
在酸性水溶液中，雙鍵先接受質子形成較穩定的碳正離子，接著由鄰位脫去質子，使雙鍵移至更有利的位置。由於此過程可逆，最後以穩定度最高的異構物為主。
選項 中，環內雙鍵移到能與側鏈烯酮系統形成較佳共軛的位置，使整個 電子系統具有較大的離域穩定化；同時雙鍵取代度也較有利。因此 為主要產物。
選項分析
第 46 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題探討環氧化合物（Epoxide）在酸催化下的開環重排反應（Epoxide-to-Carbonyl Rearrangement，又稱 Meinwald 重排）與類頻哪醇重排（Pinacol-like Rearrangement）。涉及的關鍵觀念包括：
- 酸催化環氧開環的位向選擇性：環氧化合物質子化後，由於碳－氧鍵具有顯著的異裂傾向，正電荷主要分佈在能更好穩定陽離子的碳原子上。本題的受質為 2,2-二苯基環氧乙烷（2,2-diphenyloxirane），其 C2 帶有兩個苯基，形成的二苯基碳陽離子（benzhydryl cation）具有極佳的共振穩定度。
- 1,2-氫負離子轉移（1,2-Hydride Shift）：碳－氧鍵斷裂形成碳陽離子中心後，相鄰的 碳上的氫連同電子對進行 1,2-轉移，氧原子上的孤對電子同步提供電子形成更穩定的質子化羰基（），最後去質子化生成醛類。
- 熱力學驅動力：形成鍵能極高的碳－氧雙鍵（）釋放大量能量，促使反應單向進行至重排醛類產物；即使水分子暫時作為親核試劑開環生成鄰二醇，該二醇在酸性條件下亦會迅速發生頻哪醇重排脫水生成相同的醛。
解題方法與反應機構推導
步驟一：受質結構確認
反應受質為 2,2-二苯基環氧乙烷（2,2-diphenyloxirane），其結構為：
（氧原子同時鍵結於 與 ，形成三元環）。
步驟二：酸催化質子化與鍵的斷裂
在酸性水溶液（）中，環氧環上的氧原子被質子化：
質子化後的環氧乙烷環張力大且氧帶正電，易發生開環。此時有兩個碳－氧鍵，斷裂發生在連接二苯基的碳原子端，因為形成的碳陽離子受兩個苯環的強共振效應極度穩定：
步驟三：1,2-氫轉移（1,2-Hydride Shift）與羰基形成
碳陽離子 迅速發生相鄰 上的 1,2-氫負離子（）遷移至陽離子中心，氧原子的孤對電子參與共振生成質子化的醛基：
第 47 題1 分
The following substance is heated in the presence of aqueous NaOH. The product of the reaction is:
Reagent: NaOH, .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查羰基化學中的經典反應——康尼查羅反應（Cannizzaro Reaction）。
- 無 -氫（-hydrogen）醛類的特性：當醛基（）相鄰的碳原子上沒有氫原子時，在強鹼條件下無法被去質子化生成烯醇負離子（enolate），因此不會發生醛醇縮合反應（Aldol condensation）。
- 歧化反應（自身氧化還原反應）：無 -氫的醛類在加熱且存在強鹼（如 水溶液）的環境下，會發生分子間的負氫離子轉移（hydride transfer），其中一分子醛被氧化為相應的羧酸（或羧酸鹽），另一分子醛則被還原為一級醇。
解題方法
- 受質結構分析：
- 題目給予的反應物為對甲基苯甲醛（4-methylbenzaldehyde / -tolualdehyde，簡式 ）。
- 醛基直接連接在芳香環的 碳上，無任何 -氫原子；對位的甲基（）在鹼性條件下安定不反應。
- 反應機構（Reaction Mechanism）：
- 親核加成（Nucleophilic Addition）：
強鹼中的氫氧根離子（）作為親核試劑，進攻醛基的羰基碳，形成四面體烷氧負離子中間體：
- 分子間負氫轉移（Hydride Transfer，速率決定步驟 RDS）：
四面體中間體的氧負離子重新推回電子重組形成羰基，同時將氫原子以負氫離子（）形式轉移給第二分子對甲基苯甲醛的羰基碳：
- 分子間質子轉移（Proton Transfer）：
產生的羧酸酸性遠強於醇負離子，兩者迅速發生不可逆的酸鹼質子轉移，驅動平衡向右完成反應：
第 48 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查吡啶氮-氧化物（Pyridine -oxide）與三氯氧磷（，Phosphorus oxychloride）之氯化反應機構。
吡啶環本身電子雲密度低，極難進行親電芳香取代（EAS），且進行親核芳香取代（）通常需要極佳的離去基或強烈的活化條件。化學家常將吡啶氧化為「吡啶 -oxide」以活化環上的 2-位（-位）與 4-位（-位）。當吡啶 -oxide 與親電活化試劑 反應時，會發生分子內或分子間的親核加成-消除重排反應，最終在環上引入氯原子並脫除氧磷副產物，得到 2-氯吡啶（2-Chloropyridine）。
解題方法
詳細反應機構如下：
- 氧原子親核進攻磷原子：
吡啶 -oxide 的帶負電荷氧原子親核進攻 ，釋出一個氯離子（），生成活化的中間體氯化正離子：
- 氯離子的親核加成（ 型加成）：
由於環上的正電荷誘導與共振效應，吡啶環的 2-位（-位）具有最高的親核攻擊活性。解離出的 進攻 2-位碳原子，破壞芳香性形成非芳香性的二氫吡啶中間體：
- 消除芳香化與去氧：
第 49 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查兩個反應步驟：
- 將乙基 2-氧代環戊烷羧酸酯的活性亞甲基去質子化，形成穩定的碳負離子／烯醇負離子。
- 該碳負離子對富含硝基的芳香環進行親核芳香取代反應（）。
起始芳香環上的 同時受到鄰位與對位硝基活化，因此是主要被取代的離去基。芳香氟在 中通常比芳香氯更容易離去，因為氟的強吸電子效應能穩定加成所形成的 Meisenheimer 中間體。
解題方法
乙基 2-氧代環戊烷羧酸酯具有下列活性結構：
其中羰基與酯基之間的氫具有較高酸性。 去除此氫，形成共振穩定的負離子：
接著，碳負離子進攻芳香環上帶有 的碳。由於該位置鄰位、對位均有 ，親核加成後的負電荷可由硝基吸收，形成穩定的 Meisenheimer 中間體，最後脫去 ：
因此，產物的關鍵結構特徵是：
- 原本芳香環上的 被取代；
- 與兩個 保留；
- 環戊酮的同一個 -碳同時連接芳香基與 ；
- 反應形成的是碳—碳鍵，即碳芳基化產物。
這正是選項 B 所表示的結構。
選項分析
第 50 題1 分
Which reagent would be best suited for the transformation shown?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考察「醛基的氧化反應」及各試劑的官能基轉換能力。
所附掃描圖僅顯示第 43～49 題，第 50 題的反應物與產物圖未出現在圖片中。依官方答案 B 判定，本題所示轉換應為醛基 被氧化為羧酸或羧酸鹽：
在 Tollens 試劑的鹼性條件下，實際生成羧酸鹽：
解題方法
選擇能將醛氧化，而不會將其還原成醇的試劑。
選項 B 的 ／ 會形成 Tollens 試劑 。醛先被氧化，銀離子則被還原成金屬銀，形成銀鏡反應：
因此能完成醛到羧酸鹽的氧化，選 B。
選項分析
(A) Alkaline in
鹼性 溶液，例如 Fehling 試劑或 Benedict 試劑，也能將醛氧化成羧酸鹽，並生成磚紅色 ：
因此從一般有機反應性來看，A 對醛氧化也具有可行性。但本題官方指定最適合的試劑為 Tollens 試劑，故不選 A。
(B) Ag in
第 51 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考察酸催化下的 Fischer indole synthesis（費雪吲哚合成），以及取代基在吲哚環上的定位。
反應物為芳香族腙類（hydrazone）經酸處理後，會經歷：
- 腙氮原子質子化。
- 酸催化的互變異構，形成較易重排的結構。
- 發生 Fischer rearrangement，使碳骨架重新排列。
- 關環形成吲哚環。
- 脫去氨分子 ，生成芳香性的吲哚產物。
吲哚環的芳香性與共振穩定性，是反應能順利進行的重要推動力。
解題方法
判斷 Fischer 吲哚合成的取代基位置時，記住羰基化合物的兩個取代基會進入新形成的吡咯環：
- 原羰基碳上的取代基，通常位於吲哚的 。
- 原羰基碳旁邊、參與重排的碳，其取代基通常位於吲哚的 。
本題反應物中，重排後形成的吲哚環具有：
- 上的甲基取代基；
- 上的苯基取代基；
- 吲哚氮仍保留氫原子。
因此產物為 2-methyl-3-phenylindole，即選項 A。
其反應結果可概略表示為：
酸在此主要扮演催化角色，促進質子化、重排與脫氨；最終生成芳香性吲哚環。
第 52 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查 促進的 Friedel–Crafts 反應，以及後續的分子內 Friedel–Crafts 烷基化。
酰基溴化物在 作用下形成酰鎓離子：
氟苯中的氟是「去活化但鄰、對位導向」的取代基。由於對位的立體障礙較小，初步酰化主要發生在氟的對位。
解題方法
第一步是 Friedel–Crafts 酰化：
生成的中間體具有：
- 芳香環上的酮基；
- 酮基 位的三級溴化碳；
- 在 作用下， 鍵容易裂解，形成三級碳正離子。
接著，芳香環鄰近酮基的位置進行分子內親電芳香取代，形成新的 鍵，關閉五元環；最後脫去質子並恢復芳香性，得到含有環戊酮結構的稠合環產物。
因此，反應具有兩個連續步驟：
第 53 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagents: DMSO, ; .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考的是 Swern oxidation（Swern 氧化）：
Swern 氧化可將一級醇氧化成醛，且通常不會繼續氧化成羧酸；二級醇則氧化成酮。
題目反應物末端為一級醇 ，因此產物末端應轉變為醛基 ，碳鏈骨架與原有的碳碳雙鍵均維持不變。
解題方法與反應機構
反應分為三個關鍵步驟：
-
草醯氯 活化 ，形成具有高度親電性的硫鎓中間體。
-
一級醇的氧原子作為親核體，攻擊活化的硫中心，形成烷氧基硫鎓鹽：
- 三乙胺 作為鹼，移除 上的氫，接著發生消除，生成醛：
副產物為二甲基硫化物等含硫物質。由於反應條件溫和且無水，生成的醛不會被進一步氧化成羧酸。
選項分析
- (A) 錯誤。
產物將醇基誤變成氯化物 。這是氯化或取代反應的結果，不是 Swern 氧化； 在此主要用途是活化 ，不是直接將醇轉換成氯代烷。
第 54 題1 分
Which of the following reactions is called the Suzuki–Miyaura coupling reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考各種以鈀催化劑進行的交叉偶聯反應辨識。Suzuki–Miyaura coupling 的定義為：
典型反應是芳基鹵化物與芳基硼酸 偶聯：
其機構主要包括：
- 對芳基鹵化物進行氧化加成，形成 。
- 鹼活化有機硼酸，進行轉金屬化，使 轉移至鈀中心。
- 兩個芳基在鈀上進行還原消除，形成新的 鍵並再生鈀催化劑。
解題方法
判斷交叉偶聯反應時，先辨認與有機鹵化物反應的有機金屬試劑：
- 有機硼：Suzuki–Miyaura
- 有機錫：Stille
- 有機鋅：Negishi
- 端炔：Sonogashira
選項 A 使用芳基硼酸 ，並搭配芳基溴化物、 與水相碳酸鈉，完全符合 Suzuki–Miyaura coupling。
選項分析
(A) 正確
反應物包含：
- 芳基硼酸：
- 雜芳基溴化物：
- 鈀催化劑：
- 鹼：水相
反應可表示為：
芳基硼酸提供芳基，芳基溴化物提供另一個芳基，最後形成新的芳基—芳基 鍵，因此為 Suzuki–Miyaura coupling。
(B) 錯誤
第 55 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagents: , pyridine; .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查：
- 醇先轉化為良好離去基團 。
- 對二級碳進行 取代。
- 反應具有背面進攻，因此造成手性中心的構型反轉。
圖中的第一步試劑為對甲苯磺醯氯（tosyl chloride, ）與 pyridine，可表示為：
解題方法
第一步是醇的 tosylation：
醇氧原子攻擊磺醯硫，氯離子離去；pyridine 作為鹼，吸收生成的 。此步驟只改變氧上的官能基，並未斷裂手性碳與氧之間的鍵，因此碳中心構型保持不變。
第二步為疊氮離子取代：
是強親核試劑，對帶有 的二級碳進行背面進攻，經由單一步驟完成 反應，使 與原本 的空間方向相反。
因此，原本 為實心楔線的位置，反應後 應為虛線；這正是選項 (B) 的構型。
第 56 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagents: (cat), (12 eq), MeCN, , 10 h.
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
題圖資訊不足
所附原卷圖片僅包含第 50～55 題，未出現第 56 題的反應物、反應條件圖示及選項結構。因此無法依圖逐一判定各選項的鍵結變化、反應機構與錯誤原因；若直接描述各選項結構，會構成憑空補寫題目內容。
已知官方公布答案為 B，可確定作答為：
【答案】(B)
可判斷的核心觀念
試劑 搭配過量 、 及加熱，屬於鈀催化的交叉偶聯或分子內環化反應範圍。
第 57 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: heat.
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
目前附上的掃描圖是第 6 頁，內容僅包含第 50～55 題，圖中沒有第 57 題的反應物、產物選項或加熱反應示意圖。因此，無法依實際結構判定加熱所涉及的反應機構，也無法逐一說明 A～D 為何錯誤。
解題方法
加熱題必須先辨認反應類型，例如：
- 消去反應：判斷 -氫、Zaitsev／Hofmann 產物及立體需求。
- 重排反應：判斷碳正離子、自由基或協同重排。
- 環化或開環反應：分析熱反應的立體化學與電子數。
- 周環反應：依照熱反應的 Woodward–Hoffmann 規則判斷允許的拓撲方式。
- 狄爾斯–阿爾德反應：判斷共軛二烯與親雙烯體的反應及 endo 選擇性。
但本題缺少第 57 題的結構圖，無法決定上述哪一種反應適用，也無法寫出正確的 反應式或機構。
選項分析
依目前提供的圖片：
第 58 題1 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
為過氧苯甲酸（peroxybenzoic acid），屬於過酸，主要用於烯烴的環氧化反應（epoxidation），將碳碳雙鍵轉變為三元環環氧化物：
反應經由協同式（concerted）的氧轉移進行，不涉及自由基或碳正離子中間體，因此雙鍵兩端的相對立體化學會保留：
- 順式取代基形成順式環氧化物。
- 反式取代基形成反式環氧化物。
- 不會發生雙鍵兩端的自由旋轉。
解題方法
判斷此題時，應先找出原分子中的 ，再將過酸的末端氧原子同時接到雙鍵兩個碳上，形成三元環環氧基；其餘骨架與取代基位置不變。
依題目官方答案，選項 (B) 為符合上述環氧化結果的產物。其結構應具備：
第 59 題1 分
What type of intermediate is present in the following reaction?
Reagents: , KOH.
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查鹵仿 在強鹼 作用下生成的反應中間體。此反應會形成二氯卡賓（dichlorocarbene），其結構為：
卡賓是含有二價碳、具有六個價電子的中性活性中間體，通常以「碳原子具有一對孤電子與一個空軌域」表示。
解題方法與反應機構
第一步， 從氯仿的氫上移除質子。氯仿中的氫受到三個氯原子的吸電子效應影響，具有足夠酸性，因此可被強鹼去質子化：
生成的 為三氯甲基陰離子，接著發生 -消去（alpha-elimination），失去一個氯離子：
因此，總反應可表示為：
其中的 即為二氯卡賓，所以中間體類型是 Carbene。
選項分析
- (A) Carbocation（碳陽離子）錯誤
碳陽離子是帶正電、具有空的 軌域的三價碳物種。本反應由強鹼促進，首先形成的是陰離子 ，不是碳陽離子。
第 60 題1 分
The following reaction is an example of the Ugi–Heck reaction. What product can be produced?
Reagents: 1. MeOH; 2. , .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
題目資訊核對
附圖實際顯示的是第 50～55 題，沒有第 60 題「Ugi–Heck reaction」的反應物與選項結構。因此，無法依原卷圖形逐一判讀 (A)～(E) 的具體結構，也無法合理描述各選項的錯誤位置。
以下依題目提供的反應名稱、試劑與官方答案 (C) 說明判斷原則。
核心觀念
Ugi–Heck 反應是多成分反應與 Heck 偶聯結合的串聯反應，通常包含：
- 羰基化合物、胺、異腈與羧酸先進行 Ugi 四成分反應。
- 形成含有烯基鹵化物或芳基鹵化物結構的 Ugi 產物。
- 在 與鹼 存在下，進行分子內或分子間 Heck 反應。
- 最終形成新的 鍵，並常伴隨環化及 -氫消除。
甲醇 通常作為反應介質，並可參與 Ugi 反應中羧酸酯相關的反應環境；真正促進碳—碳鍵偶聯的是鈀催化系統。
解題方法
判斷 Ugi–Heck 產物時，依下列順序：
- 找出 Ugi 反應可形成的多官能基中間體。
- 找出其中的芳基鹵化物或烯基鹵化物，這是 Heck 反應的鈀催化偶聯位置。
- 判斷分子內可進行反應的烯烴位置。
- 形成新的 鍵後，經由 -氫消除生成較穩定的烯烴。
- 選擇同時符合下列條件的結構：
- 保留 Ugi 反應所導入的主要官能基；
- 在鹵素原本的位置形成新的 鍵；
- 具有 Heck 環化所產生的環狀骨架；
- 烯烴位置及立體化學符合 -氫消除與較穩定產物的要求。
Heck 反應的催化循環可概括為：
第 61 題2 分
List the following esters in order of decreasing reactivity in the first step of a nucleophilic acyl substitution reaction.
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題比較的是不同酯進行親核酰基取代反應時的反應性。四個化合物的酰基部分皆為乙酰基 ，差異只在於離去基 ：
- ：乙酸苯酯
- ：乙酸環己酯
- ：乙酸對甲苯酯
- ：乙酸對氯苯酯
反應的關鍵步驟為親核試劑攻擊羰基碳，形成四面體中間體，接著離去基離去：
由於四個酯的酰基與反應條件相同，因此主要比較離去基 的穩定性。離去基越穩定、鹼性越弱，酯的親核酰基取代反應性越高。
離去基能力比較
芳氧負離子的穩定性可由取代基的電子效應判斷：
- 對位 具有誘導吸電子效應，使對氯苯氧負離子較穩定。
- 未取代的苯氧負離子次之。
- 對位 為給電子基，使對甲苯氧負離子較不穩定。
- 環己氧負離子無芳香環共振穩定，且其共軛酸環己醇的酸性遠弱於酚，因此是最差的離去基。
相應共軛酸的酸性約為：
共軛酸越酸，代表其共軛鹼越弱、越適合作為離去基。因此反應性順序為：
選項分析
第 62 題2 分
The chiral centers in the structure of penicillin V are indicated (C-2, C-5, and C-6). In the following assignments, which one is wrong?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查：
- 手性中心的判定。
- Cahn–Ingold–Prelog（CIP）優先序規則。
- 楔線與虛線所表示的立體方向。
- 絕對構型的判定。
已知青黴素 V 的三個手性中心為 C-2、C-5、C-6。依圖示立體化學與 CIP 規則，青黴素 V 的構型為：
因此錯誤的指定為 。
解題方法
判定每一個手性中心時，依下列步驟：
- 列出與手性碳直接相連的四個基團。
- 依直接相連原子的原子序排列優先順序。
- 若第一個原子相同，再比較下一層所連原子。
- 將最低優先序基團置於背向觀察者，判斷 的旋轉方向：
- 順時針：
- 逆時針：
C-2 的構型
C-2 所連的四個基團為：
- （-內醯胺氮）
- 鄰近硫原子的碳鏈
其 CIP 優先序為：
其中，兩個碳基團需比較下一層原子；鄰近硫原子的碳基團含有硫，硫的原子序高於氧，因此優先於羧酸基。
依照圖中楔線與虛線方向判定，C-2 為：
所以選項（A）正確，並非錯誤指定。
C-5 的構型
C-5 所連的四個基團為：
- C-6 碳
優先序直接由原子序決定：
第 63 題2 分
What is the structure of the final product?
Reagents: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查兩個連續反應：
- 酚類在 作用下形成酚鹽，進行親核取代。
- 胺對一級鹵代烷進行 反應。
起始物為萘酚，另一試劑為表氯醇（epichlorohydrin，，其中後兩個碳形成環氧基）。
解題方法
第一步：萘酚形成酚鹽
先將萘酚去質子化：
其中 為穩定的酚鹽，具有親核性。
第二步：酚鹽開啟環氧環
在鹼性條件下，親核試劑攻擊環氧環中較不受位阻的碳，以 方式開環。
因此，萘氧負離子攻擊表氯醇環氧基的末端 ，形成：
經環氧開環及質子化後，產物為：
此中間物具有一級氯代烷結構 。
第三步：異丙胺進行 取代
異丙胺 攻擊一級碳，置換氯離子：
實際反應中生成的鹽酸會被過量胺或鹼性介質中和。最終骨架為：
第 64 題2 分
What is the structure of the final product?
Reagents: ; ; heat. The para-product is shown.
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題連續考查三個反應：
- Friedel–Crafts 酰基化
- 羰基與羥胺形成 oxime
- Beckmann rearrangement（Beckmann 重排）
起始物為苯酚，與乙醯氯在 催化下反應：
苯酚是鄰、對位導向基；由於對位的位阻較小，題目已指定生成 para-product，因此中間產物為對羥基苯乙酮，即 。
解題方法
接著加入 ，羰基與羥胺縮合形成 oxime：
在酸與加熱條件下，oxime 進行 Beckmann 重排：
- 先被質子化，形成良好離去基。
- 與 反位的基團遷移至氮原子，同時脫去水。
- 形成 nitrilium ion。
- 水進攻後經互變異構，生成醯胺。
本題中芳基 發生遷移，甲基則保留在羰基側，因此生成：
所得產物為 對羥基乙醯苯胺，也就是 。
選項分析
第 65 題2 分
What is the major product of the reaction of the following four components?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考的是 Hantzsch 1,4-dihydropyridine synthesis（漢茲屈二氫吡啶合成）：
- 當量 -keto ester：
- 當量 benzaldehyde：
- 當量 ammonia：
反應生成具有對稱取代的 1,4-dihydropyridine（1,4-二氫吡啶）：
產物的固定取代關係為：
- 位於 位
- 位於 位
- 位於 位
- 位於 位
因此產物具有左右對稱性，結構即為選項 (A)。
解題方法與反應機構
-keto ester 的活潑亞甲基可進行 Knoevenagel condensation。反應可概括為：
- 一分子 與 benzaldehyde 進行縮合，形成 -不飽和羰基化合物。
- 另一分子 形成 enamine，對上述雙鍵進行 Michael addition。
- 與羰基反應形成含氮中間體。
- 分子內環化、脫水，形成六元含氮環。
由於使用兩個相同的 -keto ester，因此在產物中必然得到成對的取代基：
兩分子共同形成：
- -位：
- -位：
而 benzaldehyde 的 取代基位於中央的 位。
本題沒有氧化劑，所以產物是 1,4-dihydropyridine，不是芳香性的 pyridine。
選項分析
(A) 正確
選項 (A) 的取代基排列為：
- -位：
- -位：
- -位：
- -位：
第 66 題2 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查鄰位羧基苯重氮鹽（benzenediazonium-2-carboxylate）的熱分解，以及生成之 benzyne 與羧酸的反應。
左側反應物可視為鄰羧基苯重氮內鹽：
其中 不是普通苯，而是 benzyne。重氮基脫去 ，鄰位羧基脫去 ，形成高度活潑的 benzyne。
解題方法與反應機構
第一步，鄰羧基苯重氮鹽在 加熱分解：
第二步，benzyne 的三鍵具有強烈親電性。苯甲酸可形成少量苯甲酸根，羧酸根的氧原子作為親核體進攻 benzyne：
進攻後先形成芳基羧酸根中間體，再由苯甲酸提供質子，恢復芳香性，最終生成苯基苯甲酸酯（phenyl benzoate）：
此反應的總體結果可表示為：
因此產物結構為選項 D。
第 67 題2 分
What is the major product of the following reaction?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查經典的人名反應——埃申莫瑟–塔納貝斷裂反應（Eschenmoser-Tanabe fragmentation）。
- 反應受質與試劑：
- 受質為 -環氧酮（-epoxy ketone），題中結構為雙環的環氧酮化合物（2,3-環氧-5,5-二甲基環己酮衍生物）。
- 試劑為芳基磺醯肼（本題使用苯磺醯肼，），在酸催化（）下進行縮合及後續斷裂反應。
- 反應機構：
- 第一階段（腙的形成）：-環氧酮的羰基與 在微酸性環境下進行親核加成與脫水縮合，生成相應的環氧基磺醯腙（-epoxysulfonylhydrazone）。
- 第二階段（斷裂重排，Fragmentation）：磺醯腙的氮原子質子去質子化後引發電子對的協同轉移（或連續步反應）：磺醯基（）作為優良脫離基（leaving group）離去，同時促使環氧環的三員環張力釋放而開環，導致 鍵與 鍵發生斷裂，伴隨氮氣（）的逸出。
- 反應結果：原本的環酮結構裂解開環，生成含有**炔基（alkynyl group）與羰基（醛或酮）**的鏈狀產物（alkynone 或 alkynal）。
解題方法
- 反應受質立體結構與編號分析：
- 觀察反應物：母核為六員環環己酮，在 2,3-位為環氧基（-位環氧化），5-位具有兩個甲基（gem-dimethyl）。
- 磺醯腙中間體的形成：
苯磺醯肼與 1-位羰基縮合形成環氧苯磺醯腙。 - Eschenmoser-Tanabe 裂解反應歷程：
- 在酸性或加熱條件下，腙氮上的電子轉移，引起 離去。
- 與此同時，環氧基的氧原子帶負電荷或質子化，三員環開環促使 鍵形成碳–碳三鍵（）。
第 68 題2 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
本題考查五員含氧雜環（呋喃，Furan）的親電芳香取代位向選擇性，以及威悌反應（Wittig reaction）的立體選擇性。
核心觀念
- 呋喃的親電芳香族取代（EAS）位向性：
- 呋喃是富電子的芳香族雜環，其親電芳香取代反應優先發生在 -位（C2 或 C5），而非 -位（C3 或 C4）。
- 理由：親電試劑進攻 -位形成的碳陽離子中間體具有 3 個主要共振結構（正電荷可分散於環上碳及氧原子上）；而進攻 -位的中間體僅有 2 個共振結構，故 -位進攻的中間體更為穩定，活化能較低。
- 本題反應物為 2-甲基呋喃（2-methylfuran），其中一個 -位（C2）已被具有微推電子性（誘導與超共軛效應）的甲基佔據，因此親電試劑會高度選擇性地進攻未被取代的另一個 -位（C5）。
- 酸催化共軛加成（Conjugate Addition / 傅－克烷基化）：
- 丙烯醛（）在酸催化（）下，羰基氧質子化增強了 -碳（）的親電性。
- 2-甲基呋喃的 C5 作為碳親核基，對丙烯醛的 -碳進行共軛加成（Michael-type addition），隨後脫質子恢復呋喃的芳香性，生成醛類衍生物：。
- 威悌反應（Wittig Reaction）的立體選擇性：
- 所使用的磷葉立德為 ，連接的乙基（）為推電基，屬於未安定化葉立德（non-stabilized ylide）。
- 未安定化葉立德與醛反應時，受動力學控制，經由四員環氧磷雜環丁烷（oxaphosphetane）中間體裂解，主要生成 -烯烴（cis-alkene）。
解題步驟與機轉推導
第一步：酸催化共軛加成反應
- 丙烯醛質子化活化：
- 2-甲基呋喃以 C5（-位）對丙烯醛的 -位亞甲基（）進行親核進攻：
第 69 題2 分
What is the final product of the following sequential reactions?
Reagents: ; .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查雜環化學中的經典合成法——以唑類進行逆電子需求 Diels-Alder 反應合成吡啶衍生物（Kondrat'eva pyridine synthesis），隨後接續酸催化水解與強還原劑之官能基還原反應：
- [4+2] 環加成與逆 Diels-Alder 反應（retro-Diels-Alder）：
- 具有富電子特性的㗁唑（oxazole，此處為 5-ethoxy-4-methyloxazole）作為二烯體（diene），與親雙烯體順丁烯二酸二乙酯（diethyl maleate）在加熱條件（）下進行 Diels-Alder 環加成反應，形成具有氧橋的雙環中間體（7-oxabicyclo[2.2.1]hept-2-ene 骨架）。
- 該中間體在加熱及微酸條件下發生開環並脫水（或伴隨乙醇分子的消除），重排芳香化為吡啶環（pyridine ring）。具體而言，在酸催化（）條件下，原本保留於 5 號位的乙氧基（）水解並脫水消除，最終芳香化轉化為含有吡啶衍生物（吡啶-3,4-二羧酸二乙酯骨架）。
- 酯基與取代基的還原（ 還原反應）：
- 強還原劑氫化鋁鋰（）能將芳香環上的所有酯基（）完全還原為一級醇（）。若酚醚或相關氧官能基水解轉化，最終環上的兩個相鄰羧酸酯基均被還原為雙羥甲基（），而在 5 號位原本的烷氧基水解後被還原或轉化為羥甲基（），形成三羥甲基取代的吡啶化合物（Pyridoxine／Vitamin 類似物結構）。
解題方法
- 第一步：Diels-Alder 環加成（）
- 4-甲基-5-乙氧基㗁唑與順丁烯二酸二乙酯（）進行 環加成，形成氧雜雙環加成產物。
- 第二步：酸催化（）重排與消除
- 氧橋開環並消除分子（此為維生素 相關吡啶衍生物的經典生合成與工業全合成途徑，即 Kondrat'eva 途徑或改良法）。
第 70 題2 分
Consider the reaction given below. Which of the following is not applicable to this reaction?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查的是協同式環加成反應（cycloaddition reaction）的三個判斷重點：
- 是否屬於環加成反應。
- 新鍵形成是同面（suprafacial）或異面（antarafacial）。
- 反應較適合熱反應或光化學條件。
圖示反應為具有共軛多烯系統的化合物，與 進行協同式環加成，生成雙環產物。其關鍵是多烯系統與炔烴以同一面參與成鍵。
解題方法
判斷環加成反應中的立體化學時：
- Suprafacial（同面）：同一個 系統的兩個新鍵，皆由同一面形成。
- Antarafacial（異面）：同一個 系統的兩個新鍵，分別由相反兩面形成。
本反應的兩個新 鍵，是由反應物的同一面協同形成，因此屬於 suprafacial 成鍵，不是 antarafacial 成鍵。
此類反應為周環反應（pericyclic reaction），電子重新分布與新鍵生成同步進行，不經由可分離的離子或自由基中間體。依軌域對稱性判斷，該環加成在熱條件下可順利進行。
選項分析
(A) An example of cycloaddition reaction
正確。反應物的 電子系統與炔烴形成新的環狀骨架，並同時生成兩個新的 鍵，符合環加成反應的定義。
(B) Bond formation is suprafacial
第 71 題2 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagents: n-BuLi; .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查：
- 與氯仿 生成二氯卡賓 。
- 二氯卡賓對烯烴進行同面加成，形成偕二氯環丙烷。
- 環丙烷中間體進一步發生開環重排與脫去 ，形成較穩定的芳香族產物。
起始物為茚（indene），其五元環中含有碳碳雙鍵。
解題方法
首先， 作為強鹼，將氯仿去質子化：
生成的 不穩定，會脫去 ，形成二氯卡賓：
二氯卡賓對茚的雙鍵進行同面加成：
此偕二氯環丙烷中間體在鹼性條件下發生環丙烷開環重排，接著脫去 ，使系統重新芳香化，最後形成氯代萘。芳香化提供很大的熱力學驅動力，因此氯代萘為主要產物。
圖中產物為 1-氯萘（1-chloronaphthalene），即選項 E。
選項分析
- (A) 錯誤
此選項是將茚的碳負離子直接與 進行碳—碳鍵形成，得到 取代基。
第 72 題2 分
In the following sequential reactions, what is the final product?
Reagents: anhydrous HBr; Mg; ; .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題連續考查：
- 對 -不飽和醛的共軛加成，以及乙二醇形成縮醛。
- 將烷基溴化物轉成 Grignard 試劑。
- 將 Grignard 試劑轉成有機銅試劑，對烯酮進行 1,4-共軛加成。
- 酸性水解縮醛恢復醛基，再進行分子內 aldol 縮合與脫水。
解題方法
1. 製備帶有保護醛基的有機鎂試劑
起始物為丙烯醛：
對丙烯醛進行共軛加成，溴加到 -碳，形成：
接著醛基與乙二醇形成環狀縮醛，保護醛基：
因此得到含有 的縮醛。加入鎂後：
此物為 Grignard 試劑，但在 作用下轉換成較適合共軛加成的有機銅試劑。
2. 對環己烯酮進行 1,4-加成
有機銅試劑對題目中的 -不飽和環己酮進行 1,4-加成：
- 有機基團加到烯酮的 -碳。
- 原有的羰基保留下來。
- 烯酮的雙鍵被消耗。
- 縮醛基仍然存在，作為日後醛基的前身。
因此中間體具有下列關鍵骨架：
3. 酸性水解與分子內 aldol 縮合
加入 後，縮醛水解成醛：
第 73 題2 分
What is the structure of the final product?
Reagents: ; ; Mg, ether; 1. benzophenone, 2. .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查連續反應的官能基轉換：
- 二級胺對 -不飽和酯進行共軛加成（aza-Michael addition）。
- 將酯還原為一級醇。
- 將醇轉換為氯代烷。
- 插入 鍵形成 Grignard reagent。
- Grignard reagent 對 benzophenone 的羰基進行親核加成，酸化後形成三級醇。
解題方法
起始物為 methyl acrylate：
1. Piperidine 的共軛加成
Piperidine 的氮原子是親核中心，進攻 -不飽和酯的 -碳，形成 鍵：
因此，酯基與 piperidine 氮之間有兩個 。
2. 還原酯
將酯基 還原成 ：
3. 醇轉換為氯代烷
可將一級醇轉為氯代烷：
4. 形成 Grignard reagent
鎂插入 鍵：
此碳負性相當於親核碳，會進攻 benzophenone 的羰基碳。
5. 對 benzophenone 加成並酸化
第 74 題2 分
How could the following transformation be accomplished?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查將三級鹵代烷 轉換為三級碳骨架上的一級胺 ，涉及：
- Grignard 試劑的製備與羧化
- 羧酸轉化為醯氯、醯基疊氮化物
- Curtius rearrangement（Curtius 重排）
- 三級鹵代烷的位阻與 反應限制
目標反應為：
直接以親核取代完成並不容易，必須先將三級鹵代烷轉換成適合進行胺化的中間體。
解題方法
正確路徑為選項 C：
首先，三級溴代烷與鎂在無水乙醚中反應，形成 Grignard 試劑：
接著與二氧化碳反應，形成羧酸鹽：
酸化後得到三甲基乙酸（pivalic acid）：
再以 將羧酸轉為醯氯：
醯氯與 反應，形成醯基疊氮化物：
加熱時發生 Curtius 重排。醯基疊氮化物失去 ，並使烷基由羰基碳遷移至氮，形成異氰酸酯：
最後，異氰酸酯水解並脫去二氧化碳，生成一級胺：
因此可得到目標產物 。
選項分析
(A)
是強鹼，也是親核試劑，但起始物為三級溴代烷 。三級碳受到三個甲基的位阻阻礙，無法順利進行 背面進攻。
主要反應是 消去：
第 75 題2 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagent: .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查芳香性呋喃環上的酮肟，在強酸 （三氟乙酸）作用下所發生的酸催化重排與環轉換反應。
反應關鍵為：
- 肟羥基先被酸質子化，使其成為良好離去基。
- 發生類似 Beckmann rearrangement 的重排。
- 電子豐富的呋喃環參與分子內環化。
- 隨後發生呋喃環的重組與開環，形成異噁唑（isoxazole）衍生物。
因此，產物不是單純的醯胺，而是經由「肟重排－呋喃環參與－環轉換」形成含 鍵的異噁唑結構。
解題方法
起始物為芳基酮肟，可概略表示為：
在 中，肟的 先被質子化：
接著脫水並進行重排，形成具有高度親電性的中間體。呋喃環因富含電子，可對此親電中心進行分子內進攻，建立新的 或 連結。
後續經由質子轉移、鍵結重組及呋喃環開裂，最後得到：
- 異噁唑環中的 結構；
- 保留在異噁唑環上；
- 原呋喃環部分轉變為含有烯鍵與羥甲基的側鏈。
這正是選項 E 所表示的結構。
選項分析
第 76 題2 分
In the following reaction, which compound is the major product?
Reagents: EtMgBr; PhCHBr.
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查：
- Grignard 試劑 的酸鹼反應。
- Indole 的 去質子化。
- 生成的 indolide 負離子與 進行 烷基化。
- Indole 的氮原子優先發生 -alkylation，而不是碳骨架上的烷基化。
起始物為帶有甲基的 indole，環上具有 。
解題方法與反應機構
第一步， 作為強鹼，先移除 indole 氮上的氫：
此反應的驅動力是生成較穩定的烷烴 ，而 indole 氮上的氫具有足夠酸性，可被 Grignard 試劑移除。
第二步，氮負離子作為親核試劑，攻擊苄基溴化物 的苄基碳，發生 反應：
因此， 會接到 indole 的氮原子上，形成 -benzyl 衍生物；原本環上的甲基位置及結構則維持不變。
選項分析
- (A) 錯誤：此結構未正確表現起始 indole 骨架的芳香性與雙鍵位置，且不是由氮負離子對 進行正常
第 77 題2 分
Photochemical reaction of 7-dehydrocholesterol to vitamin D involves two types of pericyclic reactions. What are those?
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查**周環反應（Pericyclic Reactions）**在人體生合成中的經典應用——**7-去氫膽固醇（7-dehydrocholesterol）轉化為維生素 （vitamin ，cholecalciferol）**的反應歷程。
- 周環反應的三大主要類型：
- 電環化反應（Electrocyclic Reaction）：共軛多烯系統開環或閉環，形成或斷裂一條 鍵並伴隨 鍵重組。
- 遷移重排反應（Sigmatropic Rearrangement）： 鍵兩端分別向共軛系統的另一位置轉移，伴隨 鍵移動。
- 環加成反應（Cycloaddition Reaction）：兩個或多個獨立不飽和體系結合形成環狀產物，以消耗 鍵生成新的 鍵為特徵。
- 維生素 生合成的二步驟機轉：
- 第一步（光化學步驟）：7-去氫膽固醇在紫外線（）照射下，B 環的 1,3-環己二烯結構發生光促 電環化開環反應（photochemical electrocyclic ring opening），開環生成前維生素 （previtamin ）。
- 第二步（熱化學步驟）：前維生素 經體溫加熱（），發生共軛三烯系統上的熱促 -氫原子 遷移重排（thermal -sigmatropic hydride shift），由前維生素 異構化轉化為熱力學更穩定的維生素 。
解題方法
從反應物（7-dehydrocholesterol）到產物（vitamin ）的分子結構變化著手：
- 觀察 B 環的開裂：
- 反應物 7-dehydrocholesterol 的 B 環為六元雙烯環（5,7-dien-3-ol 骨架）。
- 產物 vitamin 的 B 環處於斷開狀態，形成具有三個共軛雙鍵（環外亞甲基 與兩個共軛雙鍵）的開環三烯結構。
- 這是典型的六電子電環化開環反應（ electrocyclic ring opening）。
- 觀察雙鍵與氫原子的位置重排：
- 在光開環後形成的初始中間體為前維生素 （previtamin ），其 C9 與 C10 之間斷裂，在 C10 上仍帶有甲基（），雙鍵位於 C5=C6 與 C7=C8。
- 在最終產物 vitamin 中，C10 上的甲基轉變成環外亞甲基（），雙鍵系統移動至 C10=C19、C5=C6 與 C7=C8，且 C9 處多了一個氫原子。
第 78 題2 分
What is the final product of the following reaction?
- MeI
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題測驗的核心為伯奇還原反應（Birch Reduction）之區域選擇性（Regioselectivity）及其反應中間體陰離子的原位烷基化（In situ Alkylation）。
- 取代基對 Birch 還原區域選擇性的影響：
- 推電子基（Electron-Donating Group, EDG），例如甲氧基（）或烷基，由於其共振或誘導給電子效應，會提高苯環的電子密度，質子化偏好發生在鄰位（ortho）與間位（meta），最終雙鍵保留在連有 EDG 的碳上（ipso 位）與對位（para 位）。
- 拉電子基（Electron-Withdrawing Group, EWG），例如羧基（，還原條件下以羧酸根 形式存在），能透過共振或誘導效應有效穩定自由基陰離子與碳負離子（Carbanion），因此質子化優先發生在鄰位或間位，而最終的負電荷會高度集中在連有 EWG 的碳上（ipso 位）。
- Birch 烷基化反應（Reductive Alkylation）：
- 當反應體系中尚未加入酸性質子源（無外加質子給予體如叔丁醇等質子酸）時，溶解金屬還原生成的芳香共軛碳負離子（Dienyl anion）不會被質子化，而是停留在具有最強親核性及最高電荷密度的碳位置。
- 加入親電試劑（如碘甲烷 ）後，該碳負離子會進行 親核取代反應引入甲基。
解題方法
步驟一：分析受質結構與取代基性質
- 起始物為四氫萘衍生物（6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1-carboxylic acid，或以苯環編號視為鄰二烷基取代之酚醚衍生物，帶有一縮合脂環及一個羧基 與甲氧基 ）。
- 苯環上的取代基包含：
- 縮合脂肪環的連接口（烷基，弱 EDG）。
- 甲氧基 （強共振 EDG）。
- 羧基 （在強鹼性的液氨中，首先被去質子化生成羧酸根離子 ，但相較於甲氧基，其仍具有穩定鄰近負電荷的誘導／離域能力）。
步驟二：溶解金屬還原之電子轉移與陰離子位向
- 鈉金屬在液氨（）中釋放單電子給芳香環形成自由基陰離子（Radical anion）。
- 在質子化過程中，受甲氧基（EDG）的定位導向影響， 所在的位置（ipso-C）必須保留雙鍵。
第 79 題2 分
What is the major product of the following transformation?
Reagents: mCPBA, ; ; .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題測驗多步驟有機合成的立體化學控制，涵蓋兩個核心反應機制：
- 雙鍵的環氧化反應（Epoxidation）之立體選擇性（Stereoselectivity）：
受質為反式十氫萘（trans-decalin）骨架衍生之烯烴（-1-methyldecalin 類型）。反應物中角甲基（angular methyl group, ）位在環交界處（C10），朝向紙面上方（-面），造成整個分子的頂面立體位阻顯著大於底面（-面）。因此，過氧酸（）進行親電性環氧化時，會由位阻較小的**底面（-面）**進攻，優先形成 -環氧化物（-epoxide）。 - 親核性環氧化物開環（Nucleophilic Epoxide Ring Opening）的位向與立體控制：
在強鹼／強親核試劑條件（ in ）下，開環反應依循 機制進行。六元環環氧化物開環嚴格遵循 Fürst-Plattner 規則（反式雙直立鍵開環原則，trans-diaxial opening rule）：親核試劑（）進行背面進攻時，系統必須由椅式過渡態走向椅式構形產物，因此親核基團（）與開環產生的烷氧基（，質子化後為 ）必須處於**反式雙直立鍵（diaxial）**的空間幾何關係，而非雙平伏鍵（diequatorial）。
解題方法
- 第一步：環氧化反應（）
- 反應物為稠合雙六元環（trans-1-methyloctalin 結構），C10 具有上向（-face）的角甲基（），C9 具有下向（-face）的氫原子（）。
- 由於頂面（-face）受到剛性角甲基強烈的空間位阻屏蔽， 選擇由空曠的底面（-face）進攻雙鍵，產物為朝向紙面下方的 -環氧化物（-epoxide，兩個 鍵皆為虛線 dash）。
- 第二步：甲氧基負離子親核開環（）
- 根據 Fürst-Plattner 規則，六元環環氧化物受親核試劑開環時，必須產生具備反式雙直立鍵（trans-diaxial）幾何特徵的產物，以避免經過高能量的扭船式（twist-boat）過渡態。
- 環氧化物位在底面（-face，C2 與 C3）。
第 80 題2 分
What is the final product?
Reagents: 1. NaH; 2. .
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查兩個反應：
- 先將酮羰基旁的 -氫去質子化，形成共振穩定的烯醇鹽。
- 烯醇鹽進行 烷基化；之後 將芳香族甲醚轉換成酚。
原料可表示為：
其中 位於羰基所連苯環的對位。
解題方法與反應機構
第一步， 作為強鹼，移除羰基 -碳上的氫：
生成的負離子可與羰基氧之間共振，因此具有烯醇鹽的穩定性。
第二步， 提供親電性的乙基碳，烯醇鹽碳端進行 反應，形成新的 鍵：
第三步， 會選擇性裂解芳香族甲醚。其機構為氧原子配位於硼，接著溴離子進行親核性去甲基化，最後水解形成酚：
因此最終產物為：
也就是 -碳上增加乙基，且芳香族 變成 的化合物。
選項分析