유기화학 문제 풀이 노트 필기 001 : 여러 고리 화합물 배열 찾기, 공명 구조 안정성 비교 등

2번

여러 고리 화합물은 방향족 고리를 가지는 방향으로 공명 구조를 가지게 되므로 위의 분자는 극성을 크게 가집니다.

아민기의 끓는점은 치환기가 적을수록 주변 분자와 상호작용을 많이 할 수 있기 때문에 높습니다.

고리와 사슬의 경우 고리가 끓는점과 녹는점 모두 높습니다.

 

3번

알코올에 1족 금속을 반응시키면 H2 기체가 발생합니다.

1차, 2차 알코올에 Cr 산화제를 처리하면 녹색 침전이 발생합니다.

3차 알코올에 HCl/ZnCl2를 처리하면 즉시 뿌옇게 변화합니다.

수소화열은 H2를 첨가하는 반응을 일으켰을 때 얼마나 안정해지는가에 관련된 척도이기도 합니다.

(즉, 안정한 알켄일수록 수소화열은 작습니다.)

 

4번

공명 안정화 에너지란 분자가 공명을 통해 얼마나 안정해지는가에 대한 척도로 볼 수 있습니다.

즉, 원래 불안정한 위의 분자의 경우 공명 구조를 통해 음전하를 넓게 분포시키면 크게 안정되며,

원래 안정했던 Furan이 공명 구조를 가질 때는 안정화 에너지에 큰 차이가 없으므로 위의 분자가 공명 안정화 에너지가 더 큰 것입니다.

 

5번

위에서 왼쪽 분자는 SnAr 반응 시 공명 구조가 1개이지만, 오른쪽 분자는 SnAr 반응 시 공명 구조가 3개이므로 반응 속도가 더 빠릅니다.

같은 원리로 그 아래에 있는 두 분자들의 SnAr 반응은 EWG까지 전자가 전달되는 거리와 관계없이 공명 갯수가 더 많은 쪽이 안정하며 속도가 빠르다고 보아야 합니다.

가장 아래 분자의 경우 tBu들의 steric으로 인해 EWG의 p 오비탈이 벤젠고리 오비탈과 평행하게 위치할 수 없으므로 공명 구조를 가지지 못해 반응속도가 낮습니다.

 

6번

Diels-Alder 반응 메커니즘에 대한 내용입니다.

처음의 Diels-Alder 반응은 어렵지 않으나 이후 역 Diels-Alder 반응에서 전자가 어떻게 이동하는지에 주의해야 합니다.

그리고 벤젠 고리와 알켄 간의 Diels-Alder 반응의 경우에는 두 공명 구조 중 더 적합한 구조에서 반응이 일어나야 하므로 전자쌍들의 위치를 확인하고 반응시켜야 합니다.

 

7번

SN2 반응을 진행할 때 쐐기-대쉬 표현이 헷갈릴 수 있으므로 삼각 고리는 평행하게 두고 나머지 연결 선들을 쐐기-대쉬로 표현해주면 덜 헷갈립니다.

대신 이 방법은 반응이 끝난 뒤 약간의 회전을 통해 정상적인 쐐기-대쉬 표현으로 다시 변형시켜주어야 합니다.

 

아래 분자의 반응에서도 역시 삼각 고리는 평면에 평행하게 그려주고 나머지 연결선들을 쐐기 또는 대쉬로 표현해준 뒤 생각하면 덜 헷갈리고 반응을 진행시킬 수 있습니다.

반응이 완결된 후 분자를 적당히 돌려야 답이 나오는 경우가 있으므로 확인해주어야 합니다.

 

9번

할로젠 치환기들은 EWG이지만 -o, -p 자리 지향성입니다.

친핵성 치환반응이 여러 번 일어나는 반응의 경우 치환기 위치를 떠올려서 그리지 말고 그냥 쐐기는 대쉬로, 대쉬는 쐐기로 바꿔주고 이탈기와 친핵체만 바꿔주면 됩니다.

그리고 반응을 시켰는데 보기에 답이 없는 경우 생성물이 라세미 혼합물이므로 anti이면 그냥 보기 중에서 anti 보기를 찾아서 골라주면 됩니다.

 

10번

실험 문제의 경우 minor 생성물이 항상 같이 얻어지므로, 특성을 비교해야 합니다.

일반적으로 minor 생성물은 불안정하므로 bp가 가장 높으며, 때문에 분별 증류와 같은 방법으로 분류해줄 수 있습니다.

두 EWG가 서로 반대에 연결되어있을 경우 쌍극자 모멘트가 오히려 상쇄되는 효과가 나타납니다.

재결정은 온도에 따른 용질의 용해도 차가 크게 나타나는 용매가 좋습니다.

 

12번

cis-decalin에서는 equatorial, axial이 다른 고리로 넘어갈 때 바뀌어서 넘어가야 합니다.

trans-decalin은 항상 다리목탄소의 치환기가 axial이라는 조건을 이용해서 나머지 치환기들의 배열을 찾아주어야 합니다.

 

13번

SN2 반응이 있으면 항상 탄소의 차수부터 확인하고 넘어가는 습관이 필요합니다.

이성질체는 구조 이성질체와 입체 이성질체로 나뉘며, 입체 이성질체는 부분입체 이성질체와 광학 이성질체로 나뉘고 기하 이성질체는 부분입체 이성질체의 일부임을 알아야 합니다.

 

14번

삼각 고리 중간체에서 다음 과정으로 넘어가는 선택지가 항상 2개인데, 이 때는 공명구조의 방향족이 깨지는지도 살펴봐야 합니다.

NIH shift의 경우 중수소 D보다 일반 수소 H가 반응이 더 빠릅니다.

산소가 에터 형식으로 끼어있을 때는 Claisen 자리옮김 반응 조건은 아닌지 확인하고 넘어가야 합니다.

 

15번

제거 반응으로 2치환 알켄이 형성될 때에는 항상 trans 알켄이 얻어져야 합니다.

고리 내에서 일어나는 친핵성 치환반응의 경우 치환기의 쐐기-대쉬가 그대로일 수 있습니다. (물론 입체 표현은 바뀌게 됨)

따라서 입체 표현을 확인하고 넘어가던가 아니면 고리 내에서 일어나는 치환 반응의 입체 표현의 패턴을 여러 번 보는 수밖에 없습니다.

 

16번

케톤 역시 금속촉매 수소첨가 반응에서 제거가 됩니다.

 

17번

여러 알코올에서의 산성도 순위는, 항상 카르복실기의 H가 가장 높고 그 다음이 벤젠 고리의 OH, 그리고 나머지가 일반적인 알코올의 H입니다.

특히 벤젠 고리의 OH는 짝염기의 공명구조는 많으나 각각의 공명구조들의 방향족성이 깨진 상태이기 때문에 카르복실기의 공명구조보다 많이 불안정합니다.

SN2는 가장 불안정한 음이온에서 나타나므로 산성도 순위와 헷갈리지 않도록 주의합니다.

 

18번

벤젠에 H+가 제공되면 벤젠고리의 전자쌍에 의해 첨가되지만 이후 다시 벤젠고리가 형성됩니다.

이탈기가 있고 가열이 가해진다면 시약이 있더라도 이탈기의 이탈이 더 먼저 발생합니다.

 

19번

위에서도 언급했으나 여러 고리 화합물에서 치환기들의 특성을 비교할 때는 우선 a, e 표시부터 해주어야 합니다.

이 때 trans-decalin의 다리목 탄소 치환기는 무조건 a가 되며, 이것이 기준이 됩니다.

이후 cis 접합을 통해 다른 고리로 넘어갈 때 a는 e로 바꾸어주고, e는 a로 바꾸어서 생각해줍니다.

위의 분자의 경우 알코올 탈수 반응이 일어나야 하기 때문에 axial 위치의 OH가 제거됩니다.

그리고 알켄의 경우 다리목 탄소쪽으로 생성되면 strain이 커지므로 가급적이면 다리목 탄소 쪽으로 형성되지 않습니다.

 

20번

제거 반응의 경우 항상 옆 탄소에 케톤이 있는지 확인해주어야 합니다. (E1cB)

에폭시화 반응은 steric이 기준이 아닌 EDG 치환기가 많은 자리 알켄이 우선 반응입니다.

아래 분자의 경우 O가 쐐기 형태로 연결되어 있으므로 아래쪽이 steric이 작을 것 같지만, 실제로는 아래 탄소는 대쉬로 볼 수 있기 때문에 아래쪽의 steric이 더 큽니다.