【유기화학】 2020 PEET 유기화학

2020 PEET 유기화학

 

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1. 다음은 수소화 반응의 출발 물질 A와 생성물 B의 구조를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ④ 

① A의 카이랄 중심은 4개 

② bicyclo[2.2.2]octane은 다리목 탄소 2개를 제외하고 탄소를 2개, 2개, 2개로 묶을 수 있다는 의미

③ 4차 탄소(quaternary)는 다른 4개의 탄소와 결합한 탄소를 의미하는 것으로, A와 B 모두 2개

④ B의 불포화도는 3임

⑤ B에서 별표(＊)로 표시된 탄소의 절대 배열은 S임

 

 

2. 화학종의 구조 또는 물리화학적 성질에 대한 비교가 옳은 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ②

① n-hexane이 (E) hex-2-ene보다 녹는점이 높은 등 알케인이 cis-alkene보다 격자성이 좋아 녹는점이 높음 (×)

② 공명 안정화를 하기 때문에 라디칼이 더 안정해짐 (○)

③ 혼성오비탈에 따른 결합길이 : sp³ - sp³ ＞sp³ - sp² ＞ sp³ - sp ＞ sp² - sp² ＞ sp² - sp ＞ sp - sp (×)

④ 왼쪽 구조가 오른쪽 구조보다 짝염기의 공명 기여체의 개수가 많아 왼쪽의 산도가 높음 (×)

⑤ CH₃기는 EDG이고 (∵ hyperconjugation) NO₂기는 EWG이므로 왼쪽이 쌍극자 모멘트가 높음 (×)

 

 

3. 각 반응에서 두 화합물의 반응 속도 비교가 옳은 것은?

⑴ 문제 

 

 

⑵ 풀이 : ④

① Ph-CH₃의 경우 라디칼 중간체의 공명 안정화가 가능한데, 오른쪽 구조는 한 칸 더 떨어져 있어 공명 안정화가 안 됨

② 탄소양이온 중간체가 안정해야 반응이 빠를 텐데, hydrophilicity가 더 높은 H₂O가 EtOH보다 더 잘 안정화시킴

③ 꽤 까다로운 문제

○ 양성자성 용매 : 친핵성도는 I^- ＞ Br^- ＞ Cl^- ＞ F^- 순

○ 비양성자성 용매 : 친핵성도는 I^- ＜ Br^- ＜ Cl^- ＜ F^- 순

○ MeOH는 양성자성 용매이며 친핵성도가 커야 S_N2 반응이 빠르게 진행됨

④ EDG가 더 세야 반응이 빠른데, -OPh 기의 경우 산소가 benzene ring에 의해 부분양하전을 띠므로 -OMe기보다 약함

⑤ RCOO^-가 안정해야 더 반응이 빨리 일어나는데 -CF₃기가 -CH₃기보다 강한 EWG이므로 왼쪽이 더 빠름

 

 

4. 각 화합물에서 카이랄 탄소의 절대 배열이 옳게 나열된 것은? 

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ①

○ RS 판별법과 벡터의 외적

○ 다음 그림에서 *는 카이랄 탄소를 나타내고, 각 숫자는 카이랄 탄소 주위의 CIP 우선순위를 나타내고 있음

 

 

 

5. 각 반응에서 최종 주생성물 A와 B의 구조로 옳게 짝지어진 것은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.) 

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ②

○ 첫 번째 반응

 

 

○ 두 번째 반응 : 라디칼의 안정성을 묻는 출제자 의도가 너무 분명하여 그 방향대로 그렸음

 

 

 

6. 다음은 출발 물질 A와 B로부터 주생성물 C를 거쳐 최종 주생성물 D를 합성하는 과정이다. (단, 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.) 화합물 B와 D의 구조로 옳게 짝지어진 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑤

 

 

○ Diels-Alder 반응은 endo 배향이 되도록 함 (ref)

○ RCO₃H에 의한 알켄의 에폭시화에 있어 알켄에 전자가 풍부할수록 반응이 잘 일어남 

 

 

7. 다음 각 반응의 주생성물 구조로 가장 적절한 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ④

① S 원자에 meta 배향으로 붙으면 공명 기여체가 2개뿐이지만 ortho 배향으로 붙으면 3개임

② S_NAr 반응 중 제거 후 첨가 반응 : CHO에 para 배향이 되도록 붙어야 EWG인 -CHO기가 음전하를 안정화시킬 수 있음

③ pyridine 고리에서 질소 원자에 meta 배향으로 결합한 경우 공명 기여체는 2개지만 ortho 배향인 경우 더 많음

④ 아민기가 메틸기보다 더 강한 EDG이므로 메틸기가 아니라 아민기에 ortho 배향이 되도록 해야 함

⑤ Friedel-Crafts acylation. 다음과 같이 붙어야 공명 기여체가 많음 (공명 기여체를 조사할 때 고리를 넘나들지 않음)

 

 

 

8. 출발 물질 A로부터 다단계 반응을 거쳐 최종 주생성물 B를 합성하려고 할 때, 가장 적절한 반응 과정은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.) 

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ③ 

 

○ ozonolysis → weak reduction → alcohol tosylation 

 

 

9. 다음은 출발 물질 A로부터 주생성물 B를 합성하는 〈반응식〉과 〈실험 과정〉이다. 이 실험에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ③

① proton donor를 제공해야 하므로 LiCl은 적절하지 않음

② 밀도가 물(1 g/mL)보다 가벼우므로 수용액층은 아래층에 있음

③ 맞는 설명 

④ t-BuOH는 분자 간 수소결합이 있고 t-BuCl은 분자 간 수소결합이 없으므로 B가 끓는점이 낮아 더 먼저 나옴

⑤ 수득률 = (6.94 ÷ (35.5 + 9 + 48)) / (7.41 ÷ (16 + 1 + 9 + 48)) = 57.88522 (%)

 

 

10. 주생성물의 IUPAC 이름이 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.) 

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑤ (명명법 관련)

○ 임의의 구조식으로부터 IUPAC 코드를 알아내는 방법 (▶ 추가 설명)

○ ㄱ. 5-cyclopentylpentan-2-ol

 

○ ㄴ. hept-1-en-6-yn-4-ol

 

 

○ ㄷ. (S)-2,3-dimethylpentane

 

 

 

11. 다음은 D-erythrose의 구조이다. D-erythrose의 구조로 옳게 그려진 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑦

○ RS 판별법과 벡터의 외적 

 

 

12. 다음은 헤테로고리 화합물 A~D의 구조이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ①

○ ㄱ. B가 A보다 짝염기의 공명기여체의 개수가 많으므로 B가 A보다 염기도가 더 큼

○ ㄴ. C는 비방향족성이고 D는 방향족성이므로 C의 산소 원자는 sp³ 혼성이고 D의 산소 원자는 sp² 혼성임

○ ㄷ. 방향족성을 가지는 화합물은 A, B, D 등 3개

 

 

13. 주생성물이 메조(meso) 화합물인 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.) 

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑤

○ ㄱ. 

 

 

○ ㄴ. 

 

 

○ ㄷ. 

 

 

 

14. 주생성물의 구조가 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ②

○ ㄱ. 카벤은 전자가 풍부한 알켄에 반응함

 

 

○ ㄴ. m-CPBA oxidation은 전자가 풍부한 알켄에 반응하므로 다치환 알켄에 반응함

 

 

○ ㄷ. 입체장애를 고려하여 anti-Markovnikov hydration 

 

 

 

15. 다음은 but-2-yne을 출발 물질로 하여 주생성물 A ~ F를 합성하는 과정이다. (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.) 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은?

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑦

 

 

○ precursor → B : alkyne hydrogenation under Lindlar catalyst

○ B → A : alkene halogenation

○ B → C : alkene syn-diol formation reaction

○ precurosr → E : Birch reduction 

○ E → D : alkene halogenation 

○ E → F : alkene epoxidation under m-CPBA

 

 

16. 최종 주생성물의 구조가 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑥

○ ㄱ. hydroboration-oxidation reaction : anti-Markovnikov's hydration → tautomerization 

○ ㄴ. oxymercuration-demercuration reaction : Markovnikov's hydration → tautomerization 

○ ㄷ. 다음 반응을 따름 

 

 

 

17. 최종 주생성물의 구조가 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ⑥

○ ㄱ. 

 

 

○ ㄴ. alcohol S_N2 substitution reaction → E2 elimination reaction → radical substitution reaction

○ ㄷ. alkene halogenation → intramolecular S_N2 substitution reaction 

 

 

18. 주생성물의 구조가 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.)

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ①

○ ㄱ. 다음 반응을 따름

 

 

○ ㄴ. 입체 선택성에 있어서 공명 기여체의 개수를 고려해야 함 

 

 

○ ㄷ. 다치환 탄소양이온일수록 더 안정하므로, 

 

 

 

19. 최종 주생성물의 구조가 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리·정제 과정을 통하여 얻는다.) 

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ④

○ ㄱ. S_N2 substitution reaction

○ ㄴ. NaBH₄ reduction → HIO₄ syn-diol oxidation

 

 

○ ㄷ. alcohol tosylation → intramolecular S_N2 reaction (epoxide formation reaction) 

 

 

 

20. 다음은 출발 물질 A 또는 B로부터 생성물 C와 D를 합성하는 〈반응식〉과 〈반응 중간체〉이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 〈보기〉에서 있는 대로 고른 것은? 

⑴ 문제

 

 

⑵ 풀이 : ④

○ ㄱ. 원자의 결합순서는 동일하기 때문에 구조이성질체는 아니고, 거울상도 아니므로 부분입체이성질체가 타당

○ ㄴ. TsOH 등의 산은 alcohol의 S_N1 반응을 일으킴

○ ㄷ. E를 거친 뒤 분자 내 S_N2 반응을 하는 게 자연스러움 

 

입력: 2021.07.25 15:46