有機化學的基礎301

1.     現在讓我們更仔細地研究E2反應的區域選擇結果。區域選擇是指反應進行有特殊的選擇性愛好，分子某些位置的原子（取代基）比較容易參與反應而改變，某些位置的原子比較難被反應改變的傾向。

2.     以「2-bromobutane 2-溴丁烷」為例，脫去HBr產生1-butene和2-butene（產物混合好幾種立體異構物）。這些原子被取代的位置不同並且數量不同的產物烯，構成區域選擇異構物regioisomers。

3.     取代基（碳氫原子群）愈多的烯分子穩定度愈高，因此脫去反應比較傾向於形成2-butene異構物（雙鍵連接的碳氫原子群較多），比較不利於形成1-butene（雙鍵連接的碳氫原子群較少）。各種烯異構物的穩定度高低，可從加氫反應的熱含量變化比較出來

n         反應條件對E2脫去反應的區域選擇造成的影響 Effect of Reaction Conditions on Regiochemistry in E2 Reactions

4.     產物烯的穩定度是決定E2反應速率的一個重要因素。然而，穩定度並不總是產物區域選擇的主要因素，有時候比較不穩定的產物形成的速度更快。

n         鹼對脫去反應的影響 The Effect of Base Structure on Elimination Reactions

5.     脫去反應進行到過渡狀態時，分子的氫原子與周遭的鹼彼此強烈交互作用，因此鹼的特性對E2脫去反應有強烈的影響。舉例來說，2-bromobutane有二條反應路徑，產生二種不同的區域選擇異構物。

6.     鹼可以接近2-bromobutane在C-1上的質子，也可接近在C-3上的質子，然後同步地讓C－H鍵斷裂、π鍵形成、脫去溴離子。

7.     陰離子anion（ 親核性試劑 nucleophile）喜歡靠近碳陽離子carbocation（親電性electrophile）的特性稱為親核性nucleophilicity；而鹼性是指一個陰離子或一個親核性試劑喜歡靠近質子的性質，毫不令人意外的，這二個性質－親核性和鹼性－經常並存於分子身上，並且在反應中並行競爭。

8.     一般而言，具有同樣元素的化合物，鹼性愈強，親核性愈強（而且離去基愈弱）。舉例來說，甲胺methylamine的鹼性比苯胺aniline強。在苯胺，氮原子的電子密度比較低，因為電子會非定域移動到苯環。

9.     分子本身沒有鹼性和親核性之間的明顯區別特性：一般而言，親核性與反應速率有關，因為大部分的親核性反應是無法逆轉（在進行親核性反應的條件中）；鹼性與熱力學穩定度有關，衡量酸性需要考慮平衡過程。

10.  因為所有的鹼同時也是親核性試劑，要進行E2反應必須好好地選擇鹼，才能夠避免取代反應。用強鹼弱親核性當試劑比較能夠進行脫去反應。同時也要記得鹼對脫去反應的區域選擇的影響。

11.  【立體阻礙對親核性的影響 Effect of Steric Hindrance on Nucleophilicity】因為質子非常小，分子的鹼性比較不會受到立體構造的影響。但是，雙分子親核性取代反應（SN2）進入過渡狀態的速率卻深受立體阻礙的影響。

12.  舉例來說，雖然「第三級丁醇離子」的鹼性比「甲醇離子」強100倍，所以「甲醇離子」是比較好的親核性試劑，因為它比較沒有立體阻礙；「第三級丁醇離子」是比較好的鹼，可用來進行E2脫去反應。

13.  【電荷密度對鹼性的影響Effect of Charge Density on Basicity】影響鹼性和親核性的另一項因素是電荷的定域程度（電子集中分子的某個原子或某個區域的密度有多高）。

14.  高濃度電荷的陰離子通常是比較好的鹼，而不是那麼好的親核性試劑，部分的原因是陰離子體型小，有助於跟質子的小型電子軌域1s交疊。

15.  舉例來說，「氫氧根離子」是很好的親核性試劑和很好的鹼，用它來進行反應通常會出現它以親核性試劑和鹼二種角色製造出來的混合產物。但是「硫離子HS^－」是更好的親核性試劑，而不是那麼好的鹼，因為硫離子比較大，它的價電軌域達到第三能階這麼大。

注：原子核的外面包覆著一層一層的電子，很像蛋黃酥的蛋黃（原子核）被紅豆、酥皮一層層包裹。硫離子的價電殼層達到第三階，意思是硫原子核的外層包了三層電子。而氫氧根離子的氧的價電殼層只達第二階，意思是氧原子核外層包了二層電子。

16.  異丁基氧化鉀 potassium t-butoxide是進行許多E2脫去反應的基本選擇，因為異丁基氧化鉀是溫和的強鹼，並且是相當弱的親核性試劑。

17.  異丁基氧化鉀 potassium t-butoxide製備的方法是把三級丁醇t-butyl alcohol與鉀金屬結合，異丁基氧化鉀 potassium t-butoxide能夠溶解於二甲基亞碸dimethylsulfoxide。但是如果要大量使用，異丁基氧化鉀 potassium t-butoxide太貴了，所以大量使用的時候，通常會以乙醇鈉sodium ethoxide取代。

n         翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》

研究心得：

1.     第一，區域選擇性化學認為，E2反應一定追求產生最穩定的分子。所以「2-bromobutane 2-溴丁烷」進行E2反應時，產生的產物大多是比較穩定的2-butene異構物。

2.     「2-bromobutane 2-溴丁烷」原本是穩定的，但是它在鹼性溶液裡頭變得不穩定，必須脫去1個「溴」和1個「氫」才會變得穩定；脫去之後產生的烯分子，也朝向製造出最穩定的異構物方向。

3.     在獨裁者統治時期，檢察官跟法官一定要配合獨裁者進行踐踏人權、箝制言論自由的行為，他的生活才會比較穩定；但是進入民主時代，檢察官或法官如果持續箝制言論自由、踐踏人權，他的生活就會變得很不穩定，他必須要改掉這二個惡習，他的身心才會健康平衡。

4.     檢察官或法官並不是因為在民主社會，就自然而然變得比較尊重人權，比較懂得尊重言論自由。在鹼性溶液裡面，鹼會主動吸引「2-溴丁烷」的質子，追求酸鹼平衡。

5.     在民主社會裡頭，有知識、有正義感的知識份子，會主動檢驗檢察官與法官所說的每一句話、每一個案子、比對教科書、比對國際司法的判例，並且讓司法官脫序的行為刊登在網路上永遠流傳，因此恐龍司法官的社會地位就會急速下降，變得比名嘴還要不如。

6.     司法官社會地位下降，他們因此而謙卑，因為謙卑而好學，因為好學而追求五育均衡並重、終身學習、研究有機化學，他們不得不進行「脫去反應」，因此成為司法界的更生人，台灣司法因此而體質轉變，成為一個新的公平正義的社會平衡狀態。

7.     第二，由於是鹼靠近鹵烷分子，拔走它的氫原子，才啟動整個E2脫去反應，因此我們要研究所選擇的溶液（外在環境）是不是有強烈的鹼性，這也會影響E2反應能否順利進行。

8.     民主國家與獨裁國家的司法官素質有很大的不同，在獨裁國家司法官必須要巴結權貴階級，收受賄賂，生活才能獲得平衡；在民主國家司法官必須要懂得尊重人權，判案符合國際標準，才會有生存的價值。因此我們可以確定，中國大陸的司法官絕大多數都習慣性去箝制言論自由、收賄賂、巴結權貴。

9.     因為E2反應是溶液裡的「鹼分子」啟動的，因此我們必須知道什麼樣的「鹼分子」，是好的鹼。

10.  「鹼分子」就是一種帶負電的「陰離子」，往往同時喜歡靠近「碳陽離子」（這叫親核性），也喜歡靠近「氫原子核/質子」（這叫鹼性）。

11.  如果鹼性溶液的陰離子的親核性比較強，啟動的就是SN2親核性反應；如果鹼性溶液的陰離子的鹼性較強，啟動的就是E2脫去反應。因此，我們要選擇具備較強的鹼性和較弱的親核性的陰離子，才能順利進行E2脫去反應。

12.  台灣的司法要如何改革？當社會大眾知識水準愈高，又喜歡研究司法官判案公不公平的時候，台灣的司法官素質一定逐漸提升。在獨裁者蔣經國統治時期，司法官根本就是一種獨裁者，誰敢對抗他們的權威？這種超高的獨裁權力，讓台灣絕大多數的司法官都相當地腐化，加上新聞媒體與百姓不敢質疑他們，所以類似江國慶的案子數都數不完。

13.  同樣地，台灣的政客或軍公教人員，行政效率可不可以愈來愈高？清廉度能不能超越新加坡？這不可能靠政客的自律或反省來改變，這一定是因為社會大眾的知識水準提升，對於公平正義極力的要求（鹼性變強），才有可能促使權貴階級反省、謙卑、不說謊。

14.  親核性反應就是陰離子主動攻擊溴烷這類分子的碳陽離子，造成一部份的原子脫去，又造成被攻擊的分子與陰離子結合成為新的分子。

15.  強大的民意如果是由無知的群眾所組合，那就會變成民粹；如果是由有國際學術水準的高級知識份子的意見而形成的民意，那就是打擊貪腐、推翻貪官污吏、提升政府行政效率的最佳利器。

16.  知識份子一定要有強烈的社會正義感，才能對政客、司法官進行親核性攻擊，沒有強烈社會正義感的知識份