「有機金屬化合物」扮演親核性試劑的角色,進行SN2反應來形成「碳-碳」鍵,最常用的反應是,「有機鋰organolithium」與「有機鎂organomagnesium」試劑與「環氧epoxides」的反應,以及「有機鋰銅lithium dialkylcuprates」與「鹵烷alkyl halides」和「烷基磺酸酯 alkyl sulfonate esters」的反應。
有機化學的基礎285
有機金屬化合物作為鹼的反應 Reaction of Organometallic Compounds as Bases
1. 「有機金屬化合物」扮演親核性試劑的角色,進行SN2反應來形成「碳-碳」鍵,最常用的反應是,「有機鋰organolithium」與「有機鎂organomagnesium」試劑與「環氧epoxides」的反應,以及「有機鋰銅lithium dialkylcuprates」與「鹵烷alkyl halides」和「烷基磺酸酯 alkyl sulfonate esters」的反應。
2. 其他的「有機金屬試劑」對進行SN2反應比較無用。所有的「有機金屬反應物」都是「強鹼」,反應速度很快,與「水」之間進行的反應不可逆轉。
鹵烷化物的還原反應:Reduction of Alkyl Halides
3. 把合成的有機金屬化合物,再加以質子化,是讓「鹵烷」還原的一個方便的辦法。
4. 反應過程從「鹵烷」開始,接著變成「格林納試劑Grignard reagent」,接著透過「質子化」變成碳氫化合物。整個反應就是,原本連接著「鹵素取代基」的「碳原子」的淨還原反應(碳的氧化數從-1變成+1)。
5. 大部分「有機金屬化合物」的「鹼性」強度很強,如果要把它們當成「親核性試劑」使用,需要特別存在放可以與「水」隔離的溶劑中。通常我們會使用「無水醚 anhydrous ether」溶劑,這樣「親電性試劑」與「有機金屬試劑」都沒有酸性官能基。
6. 其他能夠讓「有機金屬試劑」扮演鹼的角色的化合物有:羧酸carboxylic acids、醇alcohols、硫醇thiols、一級和二級胺primary and secondary amines、以及醯胺amides。
同位素標籤 Isotopic Labeling
7. 有機金屬反應物與水的副反應通常會減少想要的產物。不過這個副作用也有不錯的用途,我們可以利用氫(水的組成元素)的同位素來標示化合物。舉例來說,在有機鋰或有機鎂試劑中,刻意添加D2O,會產生含有1個「氘deuterium/元素符號D」 的化合物,「氘D」取代原本鹵素的位置。
注:氘deuterium,是比較重的氫,原子核由1個質子與1個中子構成。
8. 另一種情形是,對有機金屬試劑添加富含「氚tritium」的水TOH,反應產生的碳氫化合物,它的特定碳上有部分「氫」被「氚」取代。(要從「氫」與「氘」中分離出「氚」十分困難。所以通常我們只使用一點點微量的「氚」,不過這樣就夠了,因為「氚」具有放射性,很容易偵測到。)
注:氚tritium,是最重的氫,原子核由1個質子和2個中子構成。
9. 製藥工業研究藥物的時候經常使用「氚tritium」標籤化合物,研究人員需要判斷藥物在人體降解之後的情況。他們把含有「氚」標籤的化合物餵給實驗動物,分析排泄物,來瞭解大型分子如何生物性地轉換成更小、可溶的小分子。
n 翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》
研析心得:
1. 有機鋰、有機鎂(格林納試劑)……等有機金屬化合物,不僅可以扮演「親核性試劑」的角色,同時也可扮演「鹼」的角色,因為它們的碳帶有非常多的負電荷,不僅可與帶正電的碳原子互相吸引,也能吸引帶正電的氫原子核(質子)。
2. 當有機金屬化合物上帶負電荷的「碳」,吸引帶正電的碳時,這是「親核性反應」;當有機金屬化合物上帶負電荷的碳,吸引帶正電的質子時,這是「酸鹼反應」。
3. 舉例來說,「溴烷」與「鎂」反應,變成「有機鎂化合物」,這是一個親核性試劑,也是一個鹼,到底會扮演什麼樣的角色?全看它的反應對象。我們加上水,「有機鎂」帶負電荷的「碳」會接受從水分子而來的「質子」,所以扮演「鹼」的角色,反應產生碳氫化合物。
4. 除了水,羧酸、醇、硫醇、一級和二級胺、醯胺,也能提供氫原子核/質子,使有機金屬化合物扮演鹼的角色。如果我們想避免「有機金屬化合物」被酸鹼反應瓦解掉,那就必需把它存放在不能提供氫質子的溶劑中,例如存放在醚裡面。
5. 鹵烷化物變成有機鎂化合物,有機鎂化合物變成碳氫化合物的這一系列反應,又叫做「還原反應」。什麼是還原反應?
6. 還原反應就是,化學反應使得 原子增加「電子」或增加連接的「氫原子數」。以鹵烷化物的還原反應為例,反應過後,原本連接著「鹵素取代基」的「碳原子」,上頭的電子愈來愈多、連接的氫原子也變多,稱為「還原反應」。
7. 「有機金屬化合物」與「水」的酸鹼反應有一個實用價值,可以當做標籤來使用,方法是把普通的水,換為質量比較重的水或具有放射性的水,這種方法稱為同位素標籤。
8. 什麼是同位素?同位素:這些原子外層電子數一樣,但是內部原子核的核子數量不同;例如以下這三個同位素:「氫H」有1個質子、「氘D」有1個質子與1個中子、「氚tritium」有1個質子與2個中子,他們的原子核的數目不同,但是外包的電子都是1個。
9. 有機鋰或有機鎂化合物跟質量比較重的「水D2O」反應,產生的碳氫化合物含有質量比較重的「D氘」,與一般的碳氫化合物不同,能清楚辨識。
10. 同樣地,當有機金屬化合物與飽含「氚tritium」的水反應,產物會含有放射性的「氚」,能夠讓製藥公司偵測到「有機金屬化合物」藥品在腸胃裡面消化後的情形。
11. 不論是親核性反應、酸鹼反應或同位素標籤反應,關鍵都在於有機金屬化合物的「碳」具有「負電性」,具有吸引力,可以吸引其他分子帶有正電荷的碳、或帶正電荷的氫。
12. 一個已婚的職業婦女,他要扮演妻子的角色、也要扮演上班族的角色,如果她有了小孩,她還要扮演媽媽的角色,同一個人同時具備多重角色,在現代的人類社會是很多見的。
13. 婦女要具有魅力才會有男性想要跟你結婚,魅力愈大,能夠吸引的人愈多。婦女需要具備什麼樣的魅力?:一、現代婦女必需學有專精,擁有社會競爭力,最好是在業界頂尖的,頂尖的女性能夠吸引頂尖的男性;同時因為學有專精才會擁有自信感,「自信」是女性最大的魅力來源。
14. 二、現代婦女必需要能夠經常地運動,游泳、慢跑、花式撞球……,能夠運動的女性一定增加很多健康的魅力,同時精神、體能狀態可以一直保持得很好,容光煥發、身材健美、心胸開闊,還可以避免憂鬱症。身體健康的人,也會產生自信感,同時因為肌肉協調,所以五官端正,左右平衡,體態優美。
15. 三、現代婦女不能把所有的精力都放在工作上,那樣子不正常,平常要能夠閱讀各種不同類型的雜誌,博學多聞,藉此瞭解社會各階層,這樣可以訓練同理心,不會令男性覺得愚蠢,有源源不絕的話題,也能夠理解各式各樣各階層的幽默與笑話。
16. 四、現代婦女應該不斷地開拓生活空間與人際關係,假日的時候應該參加公益性的社團活動或環保活動,培養自己的博愛精神,不會陷入個人的象牙塔世界,不會被私人狹窄的情感所綑綁,同時培養現代公民應有的社會正義感。
17. 以上的魅力都具備的婦女,一定可以吸引很多優秀的男性;更重要的,她才會有具備幫助先生事業發展的能力。一方面可以獨立自主,一方面又有團隊合作的才華。
18. 如果現代婦女可以
19. 現代婦女不一定要一輩子都在工作,如果家庭經濟許可,丈夫的收入穩定,小孩子正常上學,婦女應該充實自己,重新到大學再學一技之長,預備二十年以後社會的需要;課餘時間就應該學藝術類的專長,例如學個五年鋼琴,讓自己在藝術音樂鑑賞能力大大地提升。
20. 如果萬一丈夫變成阿斗,或不良產品,充滿魅力的女性可以毫不猶豫地馬上離婚,很快就可以尋找到更好的丈夫。因為現代很多大中小企業的老闆,到五十歲左右婚姻就不幸福而離婚,他們非常需要五育均衡並重、情緒穩定、多才多藝、充滿魅力的女性與自己異性相吸,來當自己終身的伴侶。
21. 「龍配龍,鳳配鳳」這才是完美的結合;龍配蛇,鳳配雞,彼此都痛苦。碳帶有非常多的負電荷,必需要吸引一樣強的正電荷電量,才會穩定、平衡。
限會員,要發表迴響,請先登入