[PEET 유기화학] 2020학년도 10회 PEET 유기화학 고난도 기출문제 풀이/해설

2020학년도 2번

①~④는 어렵지 않게 해결할 수 있습니다.

⑤ 두 분자의 쌍극자 모멘트를 비교하는 보기인데, 메틸기의 유무는 쌍극자 모멘트에 영향을 주지 않는다고 생각할 수 있으나, 메틸기 역시 EDG에 해당하므로 EWG 쪽으로의 유발 효과에 기여하는 것으로 판단해야 합니다.

(꼭 전하를 끌어당겨야만 유발 휴과가 아님을 주의해야 합니다.)

따라서 정답은 2번입니다.

 

2020학년도 3번

②, ③은 어렵지 않게 해결할 수 있습니다.

① 왼쪽 분자의 중간체는 Benzyl C 라디칼이고, 오른쪽 분자의 중간체는 1차 탄소 라디칼이므로 왼쪽이 더 반응속도가 빠릅니다.

④ EDG를 비교하면 OCH3가 OPh보다 강하므로, 오른쪽이 반응속도가 더 빠릅니다.

⑤ 알켄의 에폭시화 반응은 RCO3H에서 산소 쪽의 E+가 강할수록 반응속도가 빠릅니다.

즉, CF3의 유발효과가 강하므로 산소 쪽 E+가 강력해져 왼쪽의 반응속도가 더 빠릅니다.

따라서 정답은 4번입니다.

 

2020학년도 8번

반응이 워낙 많기 때문에 모든 반응을 다 하지는 않았습니다.

가장 먼저 ①의 반응식대로 진행을 시켜보면, 탄소 수가 하나 더 많은 7각 고리가 형성됨을 알 수 있습니다.

따라서 비슷한 메커니즘대로 SN2를 통해 육각 고리를 형성하기 위해서는 탄소를 하나 날리는 반응이 필요합니다.

③을 보면 가오존 분해반응으로 탄소를 한 개 제거하기 때문에 문제에서 찾는 육각 고리 생성물이 만들어짐을 알 수 있습니다.

따라서 정답은 3번입니다.

 

2020학년도 13번

ㄱ. 메틸기가 왼쪽에는 위에 있으므로 수소는 steric이 작은 아래쪽으로 첨가되어 메틸기가 위에 생길 것입니다.

따라서 보기 ㄱ은 대칭면이 존재하므로 메조 화합물입니다.

ㄴ. Trans 화합물에 mCPBA를 처리하면 양쪽의 두 치환기가 반대로 붙으므로 광학 활성을 가지는 화합물이 만들어집니다.

ㄷ. NaBH4를 처리하면 에터의 경우 반응이 일어날 것 같지만 일어나지 않으므로, 오직 케톤에만 OH기가 형성되어 생성물은 메조 화합물이 됩니다.

따라서 정답은 5번입니다.

 

2020학년도 16번

ㄱ. 말단 알카인에 수소화붕소 첨가반응이 일어나면 알데하이드가 만들어지므로 보기 ㄱ은 틀렸습니다.

ㄴ. Hg가 삼각 고리 중간체를 형성하고 H2O가 친핵성 치환 반응을 일으킬 때 더 안정한 Benzyl 탄소 쪽으로 반응하므로 보기 ㄴ은 맞습니다.

ㄷ. n-BuLi에 의해 말단 알카인의 수소가 제거되고, 이 때 만들어지는 친핵체는 음이온의 강친핵체이므로 에폭사이드에 대해 SN2가 일어나야 하며 따라서 steric이 적은 쪽 탄소로 반응이 일어납니다.

그런데 OTs라는 좋은 이탈기가 있는데 왜 에폭사이드로 반응이 일어나는지 의문을 가질 수 있는데, 물론 그것도 맞지만 보기에서 제시한 시약이 모두 일어나는 반응을 고려하는 것이 맞고 OTs로 반응이 일어나면 그 다음 반응이 일어나지 않기 때문에 두 번째로 반응성이 높은 에폭사이드 쪽을 고려하는 것입니다.

그 다음 염기에 의해 OH의 수소가 제거되어 에폭사이드가 다시 형성되고 입체화학만 고려해주면 맞음을 알 수 있습니다.

따라서 정답은 6번입니다.

 

2020학년도 17번

보기 ㄱ, ㄷ은 어렵지 않게 해결할 수 있습니다.

ㄴ. 1차나 2차 ROH였다면 치환 반응이 일어났겠지만, 3차 알코올이므로 제거 반응이 일어납니다.

그런데 양쪽 모두 4차 탄소여서 치환기가 많은 알켄은 생성이 불가능하며, 유일하게 가능한 것은 2치환 알켄입니다.

그 다음 Allyl C가 형성되므로 라디칼 치환 반응은 Allyl C에서 일어납니다.

따라서 정답은 6번입니다.

 

2020학년도 18번

ㄱ. 루이스 산 AlCl3은 C=O 이중 결합의 공유 전자쌍을 가지고 가고, 이에 따라 전자가 이동하여 아실 양이온이 생성됩니다.

그 다음 벤젠 고리의 전자쌍이 이동하여 오각 고리를 형성하고, 이 때 산소는 케톤이 됩니다.

ㄴ. SnCl4에 의해 Cl이 제거되고, 아실 중간체에 알켄의 전자쌍이 제공되는데 이 때 경우의 수가 두 가지입니다. (고리를 위로 형성할 수도 있고 아래로 형성할 수도 있음)

그런데 EAS는 산소 바로 옆자리에 들어가는 것을 지향하기 때문에 위와 같이 고리를 형성합니다. (산소가 EDG로 작용하기 때문)

ㄷ. 이 보기는 주의해야 하는 것이 시약이 에폭시화 반응에 사용되는 시약 RCO3H와 헷갈릴 수 있습니다.

그러나 보기의 시약은 CH3SO3H로 이와 무관하기 때문에 그냥 H+ 제공하는 산으로 이해하면 됩니다.

따라서 알켄에서 더 많은 알킬기를 가진 다치환 알켄에 수소가 들어가 양이온 중간체가 형성되고, 여기에 벤젠의 전자쌍이 반응을 일으켜 위와 같은 고리 생성물을 형성합니다.

따라서 정답은 1번입니다.

 

2020학년도 19번

ㄱ. 여러 OH가 있지만 벤젠 고리의 OH의 수소가 가장 산성도가 높으므로, 염기에 의해 가장 우선으로 제거됩니다.

그 다음 BnBr은 Bn+ 제공을 하므로 OBn이 생성되고 반응은 끝납니다.

ㄴ. 알데하이드, 케톤 모두 H-와 반응하기 때문에 (카르복시기, 에터는 반응 안함) 알코올을 만들어 주고 그 다음 HIO4에 의해 diol이 반응하므로 하나의 고리로 바뀝니다.

이 때 입체 화학에 주의하여 분자를 회전시켜주면 보기 ㄴ의 생성물과 같음을 알 수 있습니다.

ㄷ. steric이 제일 작은 OH에서 치환 반응이 일어나고, 이후 SN2로 에폭사이드가 생성되는 것은 맞으나 보기의 생성물은 입체 배열이 틀렸습니다.

따라서 정답은 4번입니다.