[5] 2019 PEET 문제와 해설 - 생각하는 유기화학

2019년도 PEET 문제와 해설

문제와 해설을 비롯한 추가적인 내용은 아래의 책(e-book)에서 확인할 수 있습니다.

📕 생각하는 유기화학

[4] 📕 생각하는 유기화학

구매 링크

생각하는 유기화학

 

문제 1번

1) 고리 4, 이중결합 1(카보닐)로 불포화도는 총 5이다. (X)

2) Cis-Fused 되어 있다. (X)

3) 파란색 3번 위치는 Equatorial 방향이다.(고리 기준)
빨간색 12번 위치는 Axial 방향에 있다. (O)

4) 11개 이다. (X)

5) S이다. (X)

정답 3번

 

문제 2번

4번 구조는 bridge 탄소가 포함된 bicyclo[3.2.1]octane 구조가 포함되어있지 않다. (bridge 질소)

정답 4번

 

문제 3번

1) Radical은 120도에 가까운 값을, 음이온은 109.5도에 가까운 값을 같는다. (X)

2) 동일 결합 혼성오비탈끼리의 비교에서는 s-character가 판단 기준이다. s-ratio가 클수록 더 강한 EWG, 강한 결합을 한다고 생각할 수 있다. sp3인 오른쪽이 sp2인 왼쪽보다 작은 값을 갖는다. (X)

3) 쌍극자 모멘트의 벡터 합의 값은 케톤 분자가 phosgene의 벡터 합보다 크다. Methyl – EDG, Chloride – EWG (X)

4) 좌측 구조는 옥텟을 만족하고 있기 때문에 우측보다 더 기여도가 크다. (X)

5) 전자밀도가 더 EWG heterocycle인 tetrazole의 산도가 더 크다. (O)

정답 5번

 

문제 4번

1) E2 elimination reaction은 공명구조가 있는 Aryl기가 있을 때 생성물도 안정하고, 반응을 위한 전이상태도 안정하기 때문에 빠른 반응속도를 보인다. (X)

2) E2 elimination reaction에서 Anti-elimiation이 빠른 이유는 Hydrogen의 bonding 의 전자가 Chloride의 anti-bonding으로 쉽게 들어갈 수 있기 때문에 반응 속도가 빠르다. (O)

3) 극성 비 양성자성 용매에서는 Chloride가 더 강한 친핵성을 보인다. (X)

4) EAS반응은 EDG aromatic 의 반응속도가 더 빠르다. (X)

5) Alkene의 전자가 풍부할수록 Halogen 첨가반응의 반응속도가 더 빠르다. (X)

정답 2번

 

문제 5번

동일한 전이상태에서 Trans alkene을 생성하는 Anti-periplanar 위치에서 E2 제거반응을 통해 5번 화합물을 얻을 수 있다.

정답 5번

 

문제 6번

A를 얻는 반응은, PBr3를 이용해 Alcohol to Bromide 반응을 진행하고 N과 O 중 친핵성이 더 큰 amine이 SN2 반응을 통해 반응이 일어난다.

B는 아래와 같이 Friedel Crafts alkylation을 통해 반응이 일어난다.

 

문제 7번

A는 1-Naphthol이 생성되려먼 공명구조가 총 7개, 2-Naphthol은 공명구조가 총 5개로 1-O가 생성되는 것이 중간체가 더 안정하기 때문에 주 생성물이 되는 것을 알 수 있다.

B는 Lewis acid로 인한 EAS 반응으로 Markovnikov's rule에 의해 다치환 Epoxide를 공격하여 6각 고리를 형성하는 주 생성물이 얻어지게 된다.

정답 1번

3각 고리 Chemistry에서, 중심원소와 촉매 등에 관계없이, 원소의 전하가 +를 띄면(Acid 조건) SN1-type reaction으로, 원소의 전하가 중성이거나 강한 친핵체의 경우(친핵체가 -전하를 띄면, Base 조건) SN2 reaction으로 진행된다.
단, HX는 강산 및 강친핵체의 역할을 모두 할 수 있으므로 예외결과가 나온다. 반응물이 3치환 Epoxide 형태가 있다면 SN1으로, 없다면 SN2로 주로 진행된다.

정답 2번

 

문제 8번

A는 이중결합성이 강하므로 치환반응이 아닌 첨가반응이 일어난다.

B는 분극화를 통해 방향족성을 띄는 화합물이며 전자가 풍부한 5각 고리의 ortho 위치에 치환반응이 일어난다.

치환기의 상관 없이 5각고리의 전자가 풍부하기 때문에 반응이 5각고리쪽으로 일어난다.

 

문제 9번

1) SNAr reaction은 EWG의 ortho위치에서 주로 반응이 일어나므로 반대쪽 자리에 치환반응 된다. (X)

2) SNAr reaction은 F>Cl>Br>I 순으로 반응성이 높다. (O)

3) SNAr reaction은 ortho, para EWG가 있을 때 잘 일어나기 때문에 반대쪽 Br에서 치환반응이 일어나야 한다. (X)

4), 5) SNAr reaction은 F>Cl>Br>I 순으로 반응성이 높다. EWG의 갯수보다 Halogen의 차이가 주요한 판단 기준이다. (X)

 

문제 10번

약염기로 혼합물을 분리했을 때 가장 강산인 A는 ㄴ으로 나온다. B, C 혼합물은 더 강한 염기로 C를 ㄹ로 분리할 수 있다. 따라서 ㄹ은 화합물 C이다. 산성수소가 없어 극성을 띄지 않는 화합물 B는 (마)과정을 통해 고체로 나온다.

정답 4번

 

문제 11번

ㄱ. HX첨가 반응은 Markovnikov's rule에 의해 반응된다.

ㄴ. Grignard reaction으로 반응이 일어나 Alcohol이 생성된다.

ㄷ. Alkene의 Reduction을 통해 (R)-6-Methyloctan-1-ol이 생성된다.

정답 3번

 

문제 12번

 

ㄱ. 왼쪽 화합물의 ether는 1,3-작용을 하지 않으므로 오른쪽 화합물에 비해 안정하다. (X)

ㄴ, ㄷ. OR, H는 CH3-CH3 상호작용에 비해 작고 종합적인 고려를 통해 우측 Conformation이 더 안정함을 알 수 있다.

정답 6번

 

문제 13번

ㄱ. OsO4는 Syn-diol-addition을 통해 화합물을 형성하고 생성물은 Meso로 광학 활성을 띄지 않는다. (O)

ㄴ. SN2 반응으로 H-가 epoxide고리 열림 반응이 진행된다. 생성된 화합물은 카이랄 탄소가 없으므로 광학 활성을 띄지 않는다. (O)

ㄷ. [4+2] rearrangement / Diesl-Alder reaction으로 생성된 두 화합물의 혼합물은 광학 활성을 띈다.

정답 4번

 

문제 14번

ㄱ. 아래와 같은 반응으로 일어나는 반응이 일어난다. 중심원소가 양이온을 띄는 3각 고리는 Markovnikov's rule에 의해 고리열림이 일어나고, Ring strain이 적은 bridged oxygen이 포함된 화합물이 생성된다. (X)

ㄴ. 수소-붕소화 첨가반응에 의해 말단 vinyl alcohol이 생성되고, 토토머화 반응을 통해 옳은 화합물이 만들어진다. (O)

ㄷ. OsO4는 Syn-diol-addition을 통해 화합물을 형성한다. HIO4는 diol-분해 반응이 일어난다.

정답 6번

 

문제 15번

ㄱ. 수소-붕소화 첨가반응은 Syn-addition이므로 참이다. (O)

ㄴ. 금속촉매 수소 환원반응은 입체적으로 덜 가리워진 부분쪽으로 Syn-addition이므로 참이다. (O)

ㄷ. Indene은 aromatic과 alkene이 모두 있는 화합물로 NBS/OH와 반응하여 halohydrin addition이 일어난다. Sodium azide는 -Br에 SN2 reaction 하여 입체 반전된 화합물이 생성되므로 아래와 같은 화합물이 생성된다. (X)

정답 4번

 

문제 16번

Alkene/Alkyne/Aromatic Birch reduction은 필수 출제 주제이다.

ㄱ. 반응은 E-D-F 순서대로 진행된다. 전자쌍들은 서로 반발하여 가장 멀어지려 하기 때문에 Trans reduction된다. (O)

ㄴ. 중심 탄소의 산화수는 -2에서 0으로 산화 되었다. (X)

ㄷ. C는 Meso 화합물이다. (X)

정답 1번

 

문제 17번

ㄱ. 산-염기반응은 가장 강한 산과 염기가 당량수대로 반응한다. Alkyne 말단 수소가 ionization되지만, 친핵성도가 매우 낮으므로 반응이 일어나지 않고 Alcohol의 SN2 reaction이 일어난다. (O)

ㄴ. CHCl2는 좋은 친핵체로 1차 알킬 할라이드에 SN2 reaction하고, germinal chloride로부터 Terminal alkyne이 생성되며, SN2 reaction에 의해 옳은 주 생성물이 얻어진다. (O)

ㄷ. Terminal alkyne은 base에 의해 propyl기와 반응한다. 남은 염기조건에서 Acetylene작용기가 deprotection되어 alcohol을 형성하는 반응이 일어난다. (O)

정답 7번

 

문제 18번

ㄱ. ring strain에 의해 (similar bredt's rule) axial bromide는 sp2 carbon을 형성할 수 있는 작용기로 E2 reaction이 일어난다. (O)

ㄴ. 상대적으로 전기음성도가 작은 I가 고리 중간체를 형성하며 Markovnikov's rule에 의해 친핵체가 치환되므로 반대 방향의 Anti 치환(+enantiomer)가 생성된다. (X)

ㄷ. 라디칼 치환반응은 안정한 3차 Benzylic position에서 진행되므로 제시된 반응이 옳은 주 생성물을 나타낸다. (O)

정답 5번

 

문제 19번

ㄱ. 1번 시약을 통해 -OH to -OTs,

2번 시약을 통해 -OTs to -I 반응이 진행되며 PPh3가 친핵성 공격을 통해 염이 생성된다. (염기조건에서는 ylide가 생성되어 유용한 wittig reaction등에 사용된다.) (O)

ㄴ. 2개의 -OH는 -OMs로 변화하여 좋은 이탈기가 된다. Benzylamine이 두 번 SN2 reaction 하고 Chiral group은 영향받지 않는다. (O)

ㄷ. Anti-markovnikov's rule에 의해 말단 OH가 형성되고 -OTs로 변화한 다음 분자 내 SN2 reaction을 통해 옳은 화합물이 생성된다. 어느 분자가- OTs로 변화되더라도 결과는 같다. (O)

정답 7번

 

문제 20번

ㄱ. Friedel-Crafts acylation은 전자가 가장 풍부한 EDG 기준 ortho, para 위치에 치환반응이 일어나므로 틀리다. 아래 화합물이 옳은 화합물이다. (X)

ㄴ. EAS 반응은 전자가 풍부한 indole ring의 3번 위치에 일어나므로 옳다. (O)

ㄷ. Nitration reaction은 EAS 반응 기반으로 전자가 풍부한 고리의 입체장애가 적은 o,p-위치에 치환된다. (X)

정답 2번