有機化學的基礎214
1. 第六章我們學會,預測化學反應的第一步是,注意在熱力上「反應物」轉換成「產物」是不是很容易。第七章你將會學到如何依據「反應型式」把化學反應分門別類,並且說明各類反應如何發生。
2. 「化學鍵」形成和斷裂以製造「產物」的系列步驟,稱為「反應機制reaction mechanism」。
3. 要完全瞭解化學反應,必須追蹤電子在每一步驟的移動,瞭解電子移往哪裡去,或從哪個「鍵結軌域」而來。一般有機反應裡,電子在每一步驟的移動,我們將用弧形箭頭指出,並且說明清楚反應機制。
4. 我們將會分析幾種特定的反應機制:
u 單步驟(協同)親核性取代反應 a concerted nucleophilic substitution。
u 中間產物是1個碳陽離子的多步驟親核性取代反應 a multistep nucleophilic substitution that proceeds through an intermediate carbocation。
u 中間產物是連續2個碳陽離子的多步驟親核性取代反應 a multistep nucleophilic substitution in which two cationic intermediates are form sequentially。
u 中間產物是自由基的均勻斷裂取代反應 a homolytic substitution proceeding through a free radical intermediate。
5. 在我們更仔細地研究「反應機制」的細節之前,我們必須瞭解在反應進行的時候會發生什麼事。
6. 我們將思考怎麼對每一種反應進行分類,判斷它的能量有利於平衡位置往哪個方向移動,並且說明反應發生時鍵能的改變。
7. 我們將關注,如何利用電子的移動清楚定義「反應機制」。下一章我們將會研究怎麼在合成反應中化合物的轉換。
n 翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》
徐弘毅:
1. 分類,就是要找出事物的共通性與相異性,瞭解物質的真正特性後,才能給予一個類別名稱。
2. 所有的化學反應,都牽涉到「化學鍵」形成和斷裂以製造「產物」的系列步驟,這個系列步驟就是各種化學的共通性,稱為「反應機制reaction mechanism」。
3. 如果要區分清楚,各種反應的反應機制有什麼不同(相異性),必須追蹤電子在每一步驟的移動,瞭解電子移往哪裡去,或從哪個「鍵結軌域」而來。
4. 這是因為目前的化學理論認為,形成「化學鍵」或「化學鍵」斷裂的原因,是組成分子的「原子」在最外層軌域的「價電子」移動造成。不過,牽動「電子」移動的力量來源,應該是「原子核」。
5. 單步驟(協同)親核性取代反應:
6. 「單步驟」指這個反應只要經過一個「過渡狀態」就變成「產物」。
7. 「親核性」指反應物分子本身帶電,會受到帶正電的另一個反應物分子吸引。
8. 「取代」指在化學變化過程中,分子上的1個或1群原子,被另一種原子取代。
9. 中間產物是1個碳陽離子的多步驟親核性取代反應:
10. 「多步驟」指這個反應需要經過1個或1個以上的「中間產物」,「反應物」才能變成「產物」。在這裡,「中間產物」只有1個「碳陽離子」。
11. 「碳陽離子」,指帶「正電荷」的「碳」原子,它共有3個「價電子」,因為一般的「碳」原子價電殼層應該有4個,所以,3個「價電子」的碳,可看成是缺1個「電子」、多帶1單位正電荷的「陽離子」。
12. 「中間產物」是連續2個碳陽離子的多步驟親核性取代反應:這裡的「多步驟反應」,需要經過連續2個中間產物「碳陽離子」。
13. 以上這三個反應,都是「化學鍵」非均勻斷裂出來的分子碎片的結合。
14. 其中一個,作為「取代基」的「反應物分子」帶「負電荷」,能夠多提供1個「價電子」;另一個被攻擊的「反應物分子」帶「正電荷」,缺少1個「價電子」,化學鍵的結合,是正負相吸的結果。
15. 中間產物是自由基的均勻斷裂取代反應:
16. 「均勻斷裂」:「化學鍵」斷裂的時候,每個「鍵結原子」都各分配到1個「價電子」,就是「均勻斷裂」。「均勻斷裂」產生的分子碎片,稱為「自由基」。
17. 每個「自由基」都有1個未鍵結的「價電子」;所以,如果2個「自由基」相遇,就可以各自提供1個價電子來形成「化學鍵」。
18. 在我們更仔細地研究「反應機制」的細節之前,我們必須瞭解在反應進行的時候會發生什麼事。
19. 我們將思考怎麼對每一種反應進行分類,判斷它的能量有利於平衡位置往哪個方向移動,並且說明反應發生時鍵能的改變。
20. 我們將關注,如何利用電子的移動清楚定義「反應機制」。
21. 蘇格拉底:提供「名稱」,並非像你想像的那樣容易,或是輕而易舉,或是隨便什麼人都能做到。事物是什麼樣子,自然就會有什麼「名稱」,可是,事物的「名稱」並非每個人都可以提供,而只有那些能夠看出事物「天性」的人,才能去命名,使事物的真正形式被展現。
22. 蘇格拉底:我一無所知,但是願意和你一起探討,不是嗎?你和我現在正在討論這個問題,並且已經前進了一大步,因為我們已經發現了一個真理:「名稱」是自然的,那是事物本身具備的特質,並非每個人都知道如何給事物起「名稱」。
23. 蘇格拉底:瞭解事物名稱的正確的方式是,向那些內行的人請教,你得向他們付錢,還要深切地感謝他們,懇求他的教導,讓他把關於「名稱」恰當性的知識告訴你。
沒有留言:
張貼留言