有機化學的基礎306

1.     讓我們來討論E1反應的中間產物碳陽離子的下一步。我們以紐曼投影說明「2-bromobutane」失去溴離子之後產生的碳陽離子。

2.     要製造出產物，陽離子中間產物必須再失去1個質子，在反應過程間的過渡狀態中，C－H鍵必須與碳陽離子的p軌域重疊。

3.     在E2脫去反應中，我們發現只有部分的中間產物構象能製造出烯，同樣地，在這裡的E1脫去反應中，3種中間產物碳陽離子構象中，只有2種能夠構象能夠使C－H化學鍵與碳陽離子的p軌域交疊。

4.     我們以碳陽離子的C-2到C-3為軸心畫出紐曼投影，C-2是帶正電荷的碳放在前面朝向我們，C-3隱身在C-2的背後，C-2與C-3之間的σ鍵（軸心）與碳陽離子的空的p軌域垂直（2個藍色水滴型圈）。

5.     C-2固定在同一個位置，sp3混成軌域的C-3的取代基旋轉成各種構造，形成不同的紐曼投影。

6.     要在C-2和C-3之間形成π鍵，C-3預備斷裂的C－H鍵必須旋轉到，與碳陽離子的空的p軌域重疊的位置。只有如此，才能在C-2和C-3之間形成π鍵，這時C-3從原本的sp3混成軌域變成sp2混成軌域。

7.     E1反應傾向於製造更穩定的烯產物（反式烯trans）的理由跟E2反應一樣：碳陽離子變成烯的過程會經歷一個過渡狀態，過渡狀態分子的碳骨架有2個大型取代基「甲基」，如果2個甲基都在同一側（順式的雛形）會太擠、容易發生碰撞，比較不穩定，這導致反應形成cis順式異構物的速率低於trans反式異構物。

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

研究心得：

1.     「2-溴丁烷 2-bromobutane」的骨架由4個碳組成：

一、第1個碳連接3個氫（稱為甲基），並且與2號碳連接。

二、第2個碳連接1個溴與1個氫，並且與3號碳、1號碳的甲基原子群連接。

三、第3個碳連接2個氫，並且與2號碳、4號碳的甲基原子群連接。

四、第4個碳連接3個氫（稱為甲基），並且與3號碳連接。

2.     E1脫去反應的重點是脫去2號碳的「溴」與3號碳的「氫」，所以紐曼投影把2號碳與3號碳化學鍵當成軸心，就像單眼望遠鏡那樣對準我們的眼睛，比對這2個碳連接的取代基（氫、甲基）在空間上的相對位置。

3.     當E1反應的第一步驟完成，溴完全脫離2號碳之後，2號碳變成缺電的碳陽離子。依據原子的電子軌域理論，碳陽離子有1組啞鈴狀的電子軌域，稱為p軌域，裡面沒有任何電子，處於缺電的狀態。

4.     由於「3號碳」的p軌域會稍微與「2號碳」的p軌域重疊，因此，如果「3號碳」的C－H鍵剛好與「2號碳」缺電的p軌域平行，那麼，「2號碳」就很容易透過p軌域重疊的便利，搶奪「3號碳」C－H上的電子。

5.     「3號碳」連接2個氫與1個甲基。如果是甲基與「2號碳」的p軌域重疊，將無法進行任何搶奪動作，這個角度無法完成E1脫去反應的第二步驟，因為「碳－碳」鍵的引力太強，碳陽離子p軌域微小的正電極性不足以搶奪「碳－碳」鍵之間的電子。

6.     「3號碳」的2個氫與「2號碳」的p軌域有2個重疊角度；一個角度會使「3號碳」與「2號碳」連接的甲基處於同一側，這樣2個大原子群會互相撞擊、十分不穩定，製造出來的產物「cis-2-butene」數量比較少。

7.     另一個角度「3號碳」與「2號碳」連接的甲基位於不同側，2個大原子群都有充分的空間可以活動，這樣穩定度比較高，製造出來的產物「trans-2-butene」數量比較多。

8.     立體化學研究的重點就是，過渡狀態的分子結構對反應結果的影響。紐曼投影抓住脫去反應預備脫去的2個碳原子，比對它們的取代基位置，判斷分子結構對產物的影響；紐曼投影有助於清楚描述一切有機反應的過程步驟，E1脫去反應就是它能解釋的其中一個化學現象。

9.     「科學」所追求的就是要清楚地瞭解所有事物的因果關係與客觀真實，並且充分理解所有因果關係之間變化的「過程」；新聞學的最核心價值也是追求客觀真實，瞭解社會變遷的過程。

10.  早期新聞媒體只有透過文字表達事件的發生，能不能用文字清楚地描繪真實狀態？這牽扯到記者的知識水準、解讀能力與道德良心。文字記者當然會造假、播報假新聞；後來傳播媒體透過廣播來報導新聞，用口述的方式來報導事件的客觀真實，當然播報記者也可以造假。

11.  報紙隨著時代進步，報導的內容愈來愈豐富，並且走向圖像化，增加許多照片、圖片，拍攝自事件發生現場的照片會不會造假？當然會，透過照片沖洗技巧或者刻意拍攝某個特定立場的畫面，也會使得真相被扭曲。

12.  電視新聞傳播新聞影片來報導事件的真相，雖然攝影機也可以透過剪接來造假，行車紀錄器當然也有可能造假，但是已經更進一步反應真實了；為了傳遞正確、真實的資訊，有許多新聞也用電腦合成圖來取代文字說明，它可能使播報的內容更接近真實，但是也有可能造假。

13.  新聞媒體如何更真確地呈現社會真實的狀態？新聞媒體界一定要自由競爭、政府要避免干涉新聞自由或限制新聞自由；同一個事件，各家新聞媒體互相競爭報導，各種角度一起呈現就會比較接近客觀真實。

14.  如果只是用電子顯微鏡拍下一張分子照片，那能夠反應客觀真實嗎？照片可以由各個不同的角度來拍，但是會有一個角度比較能夠反應分子的特殊性，比較能夠解釋它的反應過程，那一張照片才比較有價值，更接近真實。