[PEET 유기화학] 2021학년도 11회 PEET 유기화학 고난도 기출문제 풀이/해설

2021학년도 2번

1, 2, 5번은 그렇게 어렵지는 않으므로 쉽게 해결이 가능합니다.

③ conjugation에 의해 안정화될 것이라고 생각할 수 있으나, 그보다도 산소의 전자 끌어당김으로 인한 공명 구조에 의해 C와 O 사이 결합은 대략적으로 1.5차 결합이기 때문에 왼쪽의 이중 결합보다 약합니다.

④ 두 질소의 혼성궤도함수를 비교해보면 왼쪽은 sp2, 오른쪽은 sp3인데, sp2의 경우 s-character가 높아 비공유 전자쌍을 끌어당기는 경향이 더 강하므로 약한 염기가 됩니다.

따라서 상대적으로 강염기인 NEt3쪽이 수소 결합의 세기가 더 강합니다.

 

2021학년도 4번

A가 생성되는 반응은 어렵지 않습니다.

B의 경우 LDA는 bulky base이므로 steric이 작은 쪽의 수소가 먼저 제거되며, 동시에 Li+가 안정적인 전이 상태를 형성할 수 있는 산소쪽에서 반응이 일어날 경향이 높습니다.

따라서 알켄은 위와 같은 형태로 생성이 됩니다.

따라서 정답은 2번입니다.

 

2021학년도 11번

보기 2, 3, 5번은 어렵지 않게 해결할 수 있습니다.

① NaH는 강염기이지만 CO3 2-는 약염기이므로 -OH나 -NH2 등의 수소를 제거하는 용도로 사용될 수 없습니다.

④ TLC에서는 실리카 젤 흡착력이 높은 물질이 이동 거리가 적으므로, 극성이 큰 A가 이동 거리가 짧습니다.

따라서 정답은 4번입니다.

 

2021학년도 12번

보기 ㄴ, ㄷ은 어렵지 않습니다.

ㄱ. Vinyl기와 Allyl기에 대해 헷갈릴 수 있는데, 치환기일 때는 탄소 수를 1개 더 많게 생각해야 합니다.

따라서 1-Allylcyclohexanol이라고 하면 Allyl기 쪽에 탄소가 3개가 붙어있어야 합니다.

따라서 정답은 2번입니다.

 

2021학년도 13번

ㄱ, ㄴ. 어렵지 않게 해결할 수 있습니다.

ㄷ. 양쪽의 분자를 우선 평면에 쐐기-대쉬 형태로 나타내어본 뒤 생각을 해보면, 오른쪽 분자를 면에 수직하게 뒤집었을 때 다른 치환기의 위치는 일치하지만 수소 배열만 다르므로 광학 이성질체로 볼 수 없습니다.

따라서 부분입체 이성질체이고, 정답은 2번이 됩니다.

 

2021학년도 14번

ㄴ, ㄷ. 어렵지 않게 해결 가능합니다.

ㄱ. 에폭사이드 고리열림 반응에 대한 정리를 하고 넘어가겠습니다.

일반적으로는 에폭사이드 탄소가 3차 > 1차 > 2차 순으로 반응성이 높지만, H+ 산촉매가 사용되는 반응의 경우 이탈기가 먼저 떨어지는 형태로 반응이 일어나기 때문에 3차 > 2차 > 1차 순으로 반응이 일어납니다.

보기 ㄱ의 분자는 1차, 2차 탄소만 있고 산촉매 없이 친핵체만 사용되었으므로 1차 탄소로 반응이 일어납니다.

따라서 입체배열은 R이 됩니다.

따라서 정답은 4번입니다.

 

2021학년도 15번

아이오딘이 삼각 고리 중간체를 형성한 다음, -OAc는 탄소 두 개가 모두 2차 탄소로 동일하므로 steric이 적은 쪽으로 들어가게 됩니다.

ㄱ. 알켄의 전자쌍이 제공되는 것이므로 친핵체로 작용합니다.

ㄴ. I+와 -OAc는 생성물을 봐도 알 수 있듯 anti 첨가되어 있습니다.

ㄷ. 요오드 탄소 입체 배열은 R form입니다.

따라서 정답은 7번입니다.

 

2021학년도 16번

ㄱ. 알켄에 단순히 연결된 탄소가 많다고 반응성이 높은 것이 아니라, EDG / EWG로 구분하여 생각해야 합니다.

보기 ㄱ의 반응물의 경우 왼쪽 알켄에는 2개의 EDG와 1개의 EWG가 있고, 오른쪽 알켄에는 2개의 EDG만이 있습니다.

이 경우 EWG는 반응성을 저해하는 역할로 생각해야 하며, 따라서 오른쪽 알켄에 Cl의 첨가가 일어납니다.

ㄴ. 두 알켄 중 위에는 Br이라는 EWG가 있으므로 아래쪽으로 반응이 일어나며, steric을 고려하여 아래쪽으로 OH가 첨가됩니다.

ㄷ. conjugation 구조가 포함된 알켄인데, 안정하다는 말은 반응성이 낮음을 의미하므로 왼쪽의 알켄에서 에폭사이드가 생성됩니다.

따라서 정답은 2번입니다.

 

2021학년도 17번

ㄱ. NaNH2를 2당량이 아닌 3당량을 처리하라고 되어있어서 헷갈릴 수 있는데, 또 다른 반응이 일어나는 것이 아니라 그저 음이온이 되었다가 work-up 과정을 통해 원래대로 돌아오는 것입니다.

ㄴ. n-BuLi를 처리하면 알카인 음이온이 만들어지며, 에폭사이드 고리열림 반응에서 1차 탄소와 2차 탄소가 있으므로 1차 탄소 쪽으로 반응이 일어납니다.

ㄷ. 보기 ㄱ과 같은 원리로 n-BuLi가 1당량이 아닌 2당량으로 과량 처리되어도, 음이온이 되었다가 work-up 과정으로 원래대로 돌아오므로 말단 알카인이 형성됩니다.

이후 수소화붕소첨가반응이 일어나 알데하이드가 생성됩니다.

따라서 정답은 7번입니다.

 

2021학년도 18번

이 문제에서는 SnAr과 벤자인 중간체 생성 반응의 비교가 주로 출제되었습니다.

SnAr : 이탈기(F > Cl > Br)의 -o, -p 자리에 강한 EWG가 있는 경우 (X는 강한 EWG가 아니므로 제외)

벤자인 중간체 반응 : 위 조건을 제외한 모든 조건에서 일어납니다.

 

ㄱ. 고리에 포함되어 있는 질소는 전자쌍을 끌어당길 수 있으므로 EWG로 작용합니다.

따라서 SnAr이 일어나고, OMe는 질소의 바로 옆자리에 첨가됩니다.

ㄴ. 벤젠 고리에 강한 EWG가 없으므로 (F는 할로젠 원소이므로 강한 EWG로 취급하지 않습니다.) 벤자인 중간체 반응이 일어나야 합니다.

SnAr에서 F와 Br 중에서 Br이 더 좋은 이탈기이므로 Br의 아래 탄소의 수소가 제거되며 Br이 제거됩니다.

이후 -NMe2는 F에 의해 전하가 당겨져 양전하를 띠는 아래 탄소로 첨가됩니다.

ㄷ. 벤젠과 H+가 모두 첨가되는데, H+의 반응성이 더 높으므로 H+를 먼저 반응시키면, C=O의 산소 쪽으로 들어가므로 양이온 탄소가 중간체로 나타나며, 바로 옆에 있는 또 다른 산소가 전자쌍을 제공합니다.

그러면 산소 양이온 중간체가 되는데 여기에 벤젠이 친핵성 치환반응을 일으키게 됩니다.

그리고 CF3SO3H가 과량 처리되었다고 했기 때문에 H+가 반응 가능한 자리는 대부분 반응시켜주어야 합니다.

따라서 반응을 더 진행해주면 새로운 고리가 형성됨과 함께 위와 같은 생성물이 얻어집니다.

따라서 정답은 6번입니다.