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E1和E2脫去反應的過渡狀態和反應能量剖面圖
2011/08/10 08:43:45瀏覽6484|回應0|推薦0

有許多脫去反應能夠形成1種以上的烯(好幾種烯異構物)。這些異構物的同時在區域選擇性化學和立體化學stereochemistry上都不同。

有機化學的基礎295

1.     有許多脫去反應能夠形成1種以上的烯(好幾種烯異構物)。這些異構物的同時在區域選擇性化學(注)和立體化學stereochemistry上都不同。舉例來說,「2-bromobutane 2-溴丁烷」脫去HBr的反應,會產生三種異構物產物:

注:區域選擇性化學regiochemistry,物質進行化學反應時,比較容易改變的位置。例如,丙烷propane與溴氣Br2反應,絕大多數的產物是2-bromopropane96%),極少數是1-bromopropane4%),溴原子特別偏愛取代丙烷第二個碳上的氫原子,這就是區域選擇性。

2.     脫鹵化氫dehydrohalogenation(分子去除氫鹵HX)的區域選擇性化學和立體化學性質,取決於它們所走的反應路徑E1E2),不過我們可依據載體(分子)的性質和反應條件預測結果。

3.     我們先討論有哪些因素使得反應結果比較傾向於某種立體異構物,然後再討論區域控制的因素。

4.     如果反應製造出來的產物有好幾種可能的立體異構物,一般而言,E1E2反應都會傾向於形成比較穩定的烯,但是理由不同。

5.     E2反應會製造出什麼樣的立體構造的烯,關鍵在於脫去氫原子和離去基這二個因素構成的那1個步驟。

E2反應能量剖面圖

6.     相反地,E1反應產物的立體構造,是由進行速率較快的第2步驟完成,在這個步驟,1個質子從碳陽離子中間產物移除。

E1反應能量剖面圖

7.     E2E1反應的過渡狀態天性不同,決定了產物的區域選擇性E2反應雖然沒有中間產物,但是從反應物到產物的路徑中有一個過渡狀態

8.     E1反應的產物形成階段,比E2反應,更加地散熱。因此,E1反應有一個比較早的過渡狀態early transition state,十分接近速率決定步驟(注)形成的碳陽離子。注:E1反應的速率決定步驟是第一步驟,離去基脫離的單分子步驟。

n         翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. WhitesellOrganic Chemistry

研究心得:

1.     為什麼一個反應物質會產生三種產物?因為化學反應是碰撞而來,碰撞有很多可能性,因此2-bromobutane 2-溴丁烷」同樣是脫去HBr,因為位置的不同,而產生三種異構物。

2.     為什麼反應的結果會造成某個種類的異構物產物的數量比較多,而另一個種類的異構物產物數量比較少?因為參與反應的分子,它的某些位置的原子比較容易起反應,或者某些位置的原子進行反應時產生的過渡狀態分子,比其他位置的原子更穩定,所以比較容易成功地製造出大量的產物分子。

3.     E2反應最後到底會產生什麼樣的分子構造?關鍵在於哪個氫比較容易接觸到鹼,以及離去基的位置在哪裡,比較容易被鹼吸引跑掉的氫和離去基的位置,決定產物的分子構造,這就是立體化學

4.     E2反應從反應物到產物的過程中會經歷1過渡狀態,過渡狀態怎麼樣比較穩定,會決定哪個質子被脫去,這就是區域選擇決定未來製造出什麼樣的產物烯。

5.     E1反應的第2個步驟是1個質子從碳陽離子中間產物移除,碳陽離子的位置已經決定產物烯分子的雙鍵大概的位置,接著再看哪一個氫比較靠近碳陽離子,可以一脫離就提供電子給碳陽離子補充,或者哪一個氫比較容易接觸到鹼,會決定產物烯分子的立體構造

6.     E1反應有一個比較早的過渡狀態early transition state,十分接近速率決定步驟形成的碳陽離子。在過渡狀態中,哪一種構造比較穩定,會影響最後的產物結果,這就是區域選擇的影響。

7.     是不是全世界所有的分子都會進行脫去反應?不是,會進行脫去反應的有機分子,本身一定具有1負電性強的原子,稱為離去基,另外還有1個原子可以用帶正電的形式脫離,通常就是指氫原子

8.     脫去反應進行還需要有環境因素配合,也就是需要,有些分子需要鹼來幫助完成脫去,有些分子需要酸來幫助完成脫去。

9.     社會上有各種不同的社團,包含各種不同的政黨。並不是每個社團都會鬧分家、分裂,它一定是因為組織結構本身有些條件造成社員脫去。

10.  社團組織如果處在極大的社會競爭壓力當中,社團成員必須跟社會的各種不同學術單位進行知識上的競爭,造成組織內部每一個人因為好學程度的不同,而使得知識階層差距擴大,最後知識程度高的人跟知識程度低的人沒有辦法合作

11.  有時候是知識程度高的人,受不了一大群笨蛋,所以自行離去;有時候是知識程度低的人,受不了一大群知識程度高的人,所以自行離去。

12.  社會結構的自由度如果不夠,文化交流度就不夠,那麼社會競爭就不會太劇烈,這時候絕大部分的社團組織都比較能夠恆久地保持在一定的常態之下,而不會產生變化。

13.  知識程度高的人跟知識程度低的人,跟學歷無關;而他們的人生理念一定不一樣,所追求的生活目的生命價值也會不一樣。宋楚瑜一定是受不了馬英九的人生觀(包含做事能力);馬英九也容不下宋楚瑜的人生態度。

14.  人生價值觀的不同,一定產生他對金錢處理的態度不同,以及他對權力慾望的不同。一個人為什麼要當總統?實際上一個國家運作正常,所有的領域的施政都需要一大群學者專家提供意見與執行程序,政府首長實際上只是一個發言人兼扛政治責任的演員。

15.  所以總統根本不能幹什麼,一個好總統所有的行政措施都只能聽專家的話,不要有太多的意見。例如,馬總統絕對不是環保專家,絕對不是經濟學專家,絕對不是財政專家,絕對不是外交專家;馬英九比較擅長的可能是法律,但問題是馬英九三十年來也考不上律師執照,所以這一方面他也不是很專門。因此政府所有的單位如何地有效運作,他完全不懂,最好的策略就是聽專家的話,如果專家發生錯誤,他就扛責任。

16.  馬英九是一個無能的總統,這是目前全台灣多數人的共識,也是宋楚瑜急於脫離國民黨而自立的主因。如此結果最主要的原因是:他沒有每天聽專家學者講話常常擅自作主,造成專家學者不曉得該講什麼、做什麼。此外,他重用完全沒有財經專業素養的李述德當財政部長,搞垮台灣財政,造成台灣98%的財經學者相當地嘔吐。

17.  全世界的頂尖人物都有一個共同的特色,他們喜歡跟頂尖的人在一起,不喜歡跟無理性、不專業的人混在一起。依據民調顯示,馬英九總統距離上次總統大選,跑了大約200萬張票,最主要的原因是,這200萬人發現馬政府的官員絕大多數都比他們笨。沒有人願意把選票投給比自己笨的人,這是鐵律。

18.  國際上國力的強弱,其實就是國民素質高低的競爭;政黨誰強誰弱,實際上就是黨員知識水準高低的競爭;行政院是掌控國家機器最大的權力來源,他們做事有沒有行政效率?會不會貪腐?最關鍵的因素就是行政院長以及各部會首長是不是全台灣最頂尖的知識份子?

19.  物質進行脫去反應時,會依據區域選擇與立體化學脫去某些原子,成為比較穩定的烯分子。任何一個組織成員如果進行脫去反應,對大局比較好?還是對他個人比較好?宋楚瑜決定自行參選,對台灣社會好嗎?

20.  王建銘脫離台灣到美國打大聯盟對台灣比較好?還是留在台灣打職棒比較好?曾雅妮脫離台灣到美國發展打高爾夫球比較好,還是留在台灣當上班族,對個人來說哪個比較好?

21.  如果一個選擇對大局或對個人都好,這就是最穩定的人生路徑。台灣社會大眾應該認清的是,每一個政治人物都應該忠於百姓,而不是忠於政黨;馬英九他平常的工作是維護社會大眾的利益?還是維護國民黨的利益?蔡英文是維護民進黨的利益還是社會大眾的利益?政治人物如果對政黨忠心勝於對百姓,他一定會變成社會敗類,這是鐵律

22.  蔣經國實行戒嚴,禁止討論憲法、實行憲法,箝制言論自由、踐踏人權數萬人,工業污染西半部所有的河川,對國民黨權貴階級比較有利,對絕大多數台灣百姓比較不利,因此他確實成為人類民主史上的敗類,賴浩敏、翁啟惠、李家同一定不會否認。

23.  因此台灣絕大多數各領域的學者,都有共識,絕對不可以回到蔣經國統治的政治模式,全台灣的百姓應該一起脫離獨裁者的統治。 

 

 

( 知識學習科學百科 )
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引用
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