제 2 교시 화학추론(유기화학)

(1)

2015학년도 약학대학입문자격시험

제 2 교시 화학추론(유기화학)

1

성 명 :

___________________

수험 번호 : －

* 화학추론(유기화학)의 문제지는 총 20개 문항 원점수 100점 만점이며, 원점수 4점 문항 3개, 5점 문항 14개, 6점 문항 3개로 구성됩니다. 이 점수는 성적처리과정에서 표준점수로 변환됩니다. 이 화학추론(유기화학)의 문항별 배점 비중과 원점수 총점은 화학추론(유기화학)의 표준점수에만 영향을 미치며, 다른 과목과는 전혀 상관이 없습니다. 시험이 시작되면, 각 문항에 표기되어 있는 문항별 배점을 고려하여 문제를 풀도록 하십시오.

◦ 시험이 시작되기 전에 문제지를 넘기지 마십시오. 문항을 미리 볼 경우 부정행위에 해당될 수 있습니다.

◦ 시험 시간은 10 : 35～11 : 35 (60분) 입니다.

◦ 문제지에 성명과 수험 번호를 정확히 표기하십시오.

◦ 답안지 우측에 있는 ‘유의 사항’과 뒷면에 있는 ‘답안 작성 시 반드시 지켜야 하는 사항’을 지켜주십시오.

◦ 이 문제지는 시험 종료 후 답안지와 함께 제출하여야 합니다.

※ 다음은 약어와 원소의 주기율표입니다. 문제 풀이 과정에서 필요할 경우 이를 이용하십시오.

<약 어>

Ac ACN AcOH aq.

bp Bu Bz DCM DMF

acetyl acetonitrile acetic acid aqueous boiling point butyl benzoyl dichloromethane N,N-dimethylformamide

DMSO ee Et ether EtOAc Me mp Ms Nu

dimethyl sulfoxide enantiomeric excess ethyl

diethyl ether ethyl acetate methyl melting point methanesulfonyl nucleophile

PCC Ph Pr R

f

rt sec- (s-) tert- (t-) THF Ts

pyridinium chlorochromate phenyl

propyl retention factor room temperature secondary tertiary tetrahydrofuran p-toluenesulfonyl

<원소의 주기율표>

족

주기

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

^족_주기

1 _H

¹

_He

²

1 2 _Li

³

_Be

⁴

_B

⁵

_C

⁶

_N

⁷

_O

⁸

_F

⁹

_Ne

¹⁰

2 3 _Na

¹¹

_Mg

¹²

_Al

¹³

_Si

¹⁴ ¹⁵

_P

¹⁶

_S _Cl

¹⁷

_Ar

¹⁸

3

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

(2)

2 ^{화학추론(유기화학)}

1. 화합물의 구조와 IUPAC 이름이 옳지 않게 짝지어진 것은? [5점]

구조 IUPAC 이름

① (E)-3-Ethenylhepta-4,6-dien-1-yne

②

OH

Bicyclo[3.2.0]heptan-2-ol

③ 1,4,4-Trimethylcyclobutene

④ (1-Ethylbutyl)cyclohexane

⑤

Br

2-Bromonaphthalene

2. 다음은 천연물 (-)-tetrodotoxin의 구조이다.

HN N

H O

OH

OH HO

O OH

HO OH

HN

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [5점]

<보 기>

ㄱ. 불포화도 (degree of unsaturation)는 6이다.

ㄴ. 사차 (quaternary) 탄소는 모두 3개이다.

ㄷ. 별표 (＊)로 표시된 탄소의 절대 배열은 S이다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

決怾洢滆櫖分穢洆沗劒汆 (斲)穢剳檃穟剖氧笗汞箒櫖沎枻城埪.

(3)

3 화학추론(유기화학)

3. 다음 화합물 중에서 비카이랄 (achiral)인 것은? [4점]

①

CHO

H OH

CO₂H

②

CH₃ H H

CH₃

③ ^HO

H OH H

④

OH

⑤ ^S

N H O N N

4. 화합물과 의자 형태 (chair conformation)가 옳게 짝지어진 것만을

<보기>에서 있는 대로 고른 것은? [5점]

<보 기>

화합물 의자 형태

ㄱ.

N

H

H H

N

ㄴ.

N

H

H H

N

ㄷ.

N

H

H H

N

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(4)

4 ^{화학추론(유기화학)}

5. 다음은 Diels-Alder 반응을 통하여 얻어지는 생성물 A∼D의 구조를 나타낸 것이다.

NHAc CO₂Me

CO₂Me NHAc

NHAc CO₂Me A

C

B

D CO₂Me AcHN

+

ᴴ㜨

CO₂Me NHAc

<보 기>

ㄱ. 생성된 A∼D 혼합물은 광학 활성이 있다.

ㄴ. A에서 별표 (＊)로 표시된 탄소의 절대 배열은 R이다.

ㄷ. C와 D는 서로 부분입체이성질체 (diastereomer) 관계이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6. 다음은 페놀과 클로로벤젠의 나이트로화 반응과 그 결과이다.

(단, A와 B는 각 중간체의 공명 구조 중 하나이다.)

Y

H NO₂ Y

HNO₃, H₂SO₄

Y

NO₂ Y = OH, Cl

50%

64%

0%

1%

50%

35%

Y = H:

Y = OH:

Y = Cl:

㝘㔌 ⮈䇴䑀⢰

㩅ᴸ㷨

ㇵ␴ ㋁⓸ 1 1000 0.033

OH

H NO₂ A

Cl

H NO₂ B

<보 기>

ㄱ. 파라 치환 생성물이 메타 치환 생성물보다 더 많이 얻어지는 이유는 파라 치환 중간체가 공명 구조 A 또는 B를 추가적 으로 가지기 때문이다.

ㄴ. 클로로벤젠의 반응 속도가 벤젠보다 느린 이유는 Cl에 의한 공명 효과 (resonance effect)가 유발 효과 (inductive effect) 보다 더 크게 작용하기 때문이다.

ㄷ. p-p 궤도함수의 겹침은 B의 C＝Cl 보다 A의 C＝OH에서 더 효과적이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(5)

5 화학추론(유기화학)

7. 다음 <예시>는 그롭 조각화 (Grob fragmentation) 반응을 나타낸 것이다. 화합물 A의 그롭 조각화 반응에서 주생성물 B의 구조로 옳은 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리ㆍ정제 과정을 통하여 얻는다.) [6점]

<예시>

R O O

H B

R TsO

B = base

O Me

TsO Me Me

H

NaH

A

B

①

O Me Me

Me

②

O Me Me

Me

③

O Me Me

Me

④

O Me Me

Me

⑤

O Me

Me Me

8. 주생성물의 불포화도가 5인 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리ㆍ정제 과정을 통하여 얻는다.)

[4점]

<보 기>

ㄱ.

HO OH

HCO₂H ᴴ㜨

ㄴ.

+ TsOH

ᴴ㜨

ㄷ.

O O

O

+ ᴴ㜨

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(6)

6 ^{화학추론(유기화학)}

9. 다음은 1-chloro-1-methylcyclohexane으로부터 주생성물 A∼C를 합성하는 과정이다. (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리ㆍ정제 과정을 통하여 얻는다.)

A m-CPBA B

C

m-CPBA = m-Chloroperoxybenzoic acid CH₂I₂, Zn(Cu) Cl

KOCEt₃

<보 기>

ㄱ. A는 삼치환 (trisubstituted) 알켄이다.

ㄴ. B에는 비대칭 탄소가 존재한다.

ㄷ. C의 분자식은 C8H14이다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10. 다음은 화합물 A를 출발 물질로 하여 최종 주생성물 B를 합성 하는 과정이다. 화합물 A의 구조로 옳은 것은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리ㆍ정제 과정을 통하여 얻는다.) [5점]

H H H

N₃

CO₂Et H

H

H N₃

H MsCl

(2 ␭⣽) Et₃N

NaN₃ (2 ␭⣽)

DMF

B A

①

H

CO₂Et

HO OH

②

H

CO₂Et

HO OH

③

CO₂Et

HO OH

H

④

CO₂Et

HO OH

H

⑤

CO₂Et

HO H OH

(7)

7 화학추론(유기화학)

11. 다음 반응 중에서 주요 중간체로 라디칼이 포함되지 않은 것은?

[4점]

①

Na NH₃(˜), EtOH

② ^Cl

Cl₂

>400 ^oC

③ ^OOH

O₂ 135 ^oC

④ _Br

HBr, (PhCO₂)₂ 70 ^oC

⑤

60 ^oC Br₂ Br

Br

12. 주생성물의 구조가 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

(단, 주생성물은 적절한 분리ㆍ정제 과정을 통하여 얻는다.) [6점]

<보 기>

ㄱ. pyridine

ᴴ㜨 OTs O

OH

ㄴ.

OAc

OTs AcOH

OAc OAc

OAc OAc +

ㄷ.

OH

H NBS H

O Br

N O

O NBS = Br

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

(8)

8 ^{화학추론(유기화학)}

13. 다음 각 반응에서 주생성물 A와 B의 구조로 옳게 짝지어진 것은?

H

O H₂, Pd/C

H

H 9-BBN;

H₂O₂, NaOH

BH 9-BBN =

A

B

A B

①

H O H

H H HO

②

H O H

H H HO

③

H O H

H H HO

④

H O H

H H HO

⑤

H O H

H H HO

14. 다음은 1-butyne을 출발 물질로 하여 분자식이 C6H14O인 최종 주생성물 A, B, C를 합성하는 과정이다. 화합물 A, B, C에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리ㆍ 정제 과정을 통하여 얻는다.) [5점]

1) NaNH₂; CH₃CH₂Br 2) H₂SO₄, H₂O, HgSO₄ 3) NaBH₄

1) BH₃; H₂O₂, NaOH 2) CH₃CH₂MgBr

1) H₂, Lindlar 㸽⬘

2) O₃; Me₂S 3) CH₃CH₂CH₂MgBr

A

B

C

① A, B, C는 모두 같은 화합물이다.

② A와 B는 같고, C는 다른 화합물이다.

③ B와 C는 같고, A는 다른 화합물이다.

④ C와 A는 같고, B는 다른 화합물이다.

⑤ A, B, C는 서로 다른 화합물이다.

(9)

9 화학추론(유기화학)

15. 다음 각 반응의 최종 주생성물 구조로 가장 적절한 것은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리ㆍ정제 과정을 통하여 얻는다.) [5점]

① O

N Ac

O N

Ac HO H₃O⁺

② ^H²^SO⁴

OH

③

Cl 1) NaOEt 2) O₃; Me₂S

O

O H

④ Cl NH Cl NH

HBr (Ḱ⣽)

Br

⑤

AcO 1) Disiamylborane;

H₂O₂, NaOH 2) PCC

AcO

O

Disiamylborane = BH

2

16. 다음은 화합물 A를 출발 물질로 하여 주생성물 B와 C를 합성 하는 반응식과 화합물 A∼C에 대한 설명이다. 화합물 A의 구조로 가장 적절한 것은? (단, 주생성물은 적절한 분리ㆍ정제 과정을 통하여 얻는다.) [5점]

NaBH₄

MeMgBr (Ḱ⣽) A

B

C

◦ A의 불포화도는 3이다.

◦ B에는 OH 기가 2개 존재한다.

◦ C는 카이랄 (chiral) 화합물이다.

① EtO O

O

②

OH

O

OEt O

③ ^O

O

④ ^O ^O

O O

⑤ O

O

(10)

10 ^{화학추론(유기화학)}

17. 각 쌍의 반응에서 최종 주생성물이 동일한 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리ㆍ 정제 과정을 통하여 얻는다.) [5점]

<보 기>

ㄱ.

O

Cl

1) CH₃CO₂K 2) NaOH, H₂O

NaBH₄

ㄴ.

OH

HIO₄

KMnO₄ NaOH, ᴴ㜨

ㄷ. _Br

2, H₂O

1) Br₂, H₂O 2) NaOH

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

18. 주생성물의 구조가 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

<보 기>

ㄱ. _F

AlCl₃, ᴴ㜨 Cl O Cl

F

F F

Cl O

ㄴ. ^O

MeO

HNO₃ H₂SO₄

O

MeO NO₂

Cl Cl

ㄷ.

N Cl

Cl

NaOMe

ᴴ㜨 N

OMe

Cl

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

(11)

11 화학추론(유기화학)

19. 최종 주생성물의 구조가 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 각 단계에서 주생성물은 적절한 분리ㆍ정제 과정을 통하여 얻는다.) [6점]

<보 기>

ㄱ.

MeO

HN MeO

MeO

NH H₂SO₄

CF₃CO₂H OH

ㄴ.

OMe

I Cl I

MeO

ㄷ. 1) SO₃/H₂SO₄ 2) Br₂, FeBr₃ 3) H₃O⁺, ᴴ㜨

Br

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

20. 다음은 광학적으로 순수한 카이랄 화합물 A를 이용하여 라세미 이부프로펜을 광학 분할하는 <반응 도식>과 <실험 과정>이다.

<반응 도식>

㾜㤸Ɒ

1) Na₂CO₃ 2) HCl

CO₂H

(R)-㢨⺴䘸⦐䓐

㜠Ḱ㚕

CO₂H

(S)-㢨⺴䘸⦐䓐 +

A ^{1) Na}²^CO³

2) HCl CO₂H

OH NH A =

<실험 과정>

(가) 50 mL 둥근 바닥 플라스크에 라세미 이부프로펜 (2.06 g, 10.0 mmol), A (3.53 g, 10.0 mmol), 아세톤 (13 mL)을 넣고 상온에서 48시간 교반하였다.

(나) 반응 혼합물을 여과하여 침전물과 여과액을 분리하였다.

(다) 침전물에 과량의 2 M Na₂CO₃ 수용액과 Et₂O를 가한 후, 분별 깔때기를 사용하여 수용액 층을 분리하였다.

(라) 분리한 수용액 층에 3 M HCl 수용액을 가하여 pH를 ㄱ (으)로 조절한 다음, Et2O로 추출하고 무수 MgSO4로 건조하여 여과하였다.

(마) 여과액을 감압 농축하여 (R)-이부프로펜 (0.70 g, 3.4 mmol, 80% ee)을 얻었다.

(바) (나)에서 얻은 여과액을 농축한 후 (다)와 (라) 과정을 반복 하고, 감압 농축하여 (S)-이부프로펜 (1.23 g, 5.97 mmol, 45% ee)을 얻었다.

이 실험에 관한 설명 중 가장 적절한 것은? [5점]

① 과정 (가)에서 생성된 두 가지 염 (salt)은 서로 거울상이성질체 관계이다.

② 과정 (다)에서 분리된 수용액 층에는 (R)-이부프로펜의 소듐 염이

제 2 교시 화학추론(유기화학)

2015학년도 약학대학입문자격시험