【清華大學】《有機化學及實驗》 精品課 P19 - 19. 4.4 十氫合萘的構型和光譜性質

我們繼續上課 剛才已經提到了 就是對於相同兩個集團取代的環幾環 它如果是不同的位置或不同的構型取代的時候 它最後的優勢構像是不一樣的 我們已經分析到 反式的一二二取代的時候 它可以兩個A鍵形式 它也可以通過一個構像翻轉 變成兩個E鍵的形式 而這個時候 它兩個E鍵是更穩定的 所以你在畫一二二取代 反式的一二二取代相同集團的時候 你應該畫成是這種的一個構像關係 好 依此類推 後面我們就可以用類似的分析 比如說是一三的反式的 一四的反式 類似的這些結構 我們都可以做一個分析 分析出來 到底它是兩種構像並存各佔百分之五十呢 還是主要以其中的某一種構像來存在 還是給大家強調一點 你在畫構像的時候 首先要知道 它不要違反它的順反構型的關係 它順反構型是已經確定的 你不能順反 這個順的構型和反的構型之間 如果發生轉變需要斷裂共架鍵 所以它是不同的化合物 而構像之間的轉變是不需要斷裂共架鍵的 所以它獲得的是不同的構像 所以在畫構像之前 你需要根據它的構型關係 先畫出一個其中的構像 然後通過環的一個結構的一個構像 一個蛋蛋單鍵的一個自由旋轉 你把它另外一個構像畫出來 這樣子你就能夠比較 到底這兩個構像是一樣穩定呢 還是一個穩定一個不太穩定 你畫出它的一個優勢構像出來 好的 那麼也就是說我們前面已經講了 你如果是有多個集團取代的話 你盡量讓越來越多的集團 盡量的集團處在意見上面 這是一個比較好的一個構像 或者我們說叫優勢構像 如果你有多個集團 你只能有部分集團處在意見上的話 你盡量讓大集團處在意見上 好 大集團 我們這邊又出現一個大集團這個概念 告訴大家 這個大集團跟我們前面講的順序規則 在命名的時候 順序規則大集團是完全不同的概念 順序規則是人的一個命名 人為的命名 所以它大集團是人為的規定 這個大集團真真正正是個頭比較大 塊頭比較大的情況 就是它的一個範式 主要跟它範式半徑是相關的 也就是跟我們分析的那三個 導致它環不穩定的因素是相關的 所以一定是一個 一個主要是跟體積相關的這麼一個因素 好 這是一點 跟大家強調一下 這時候大集團的一個概念 第二點要跟大家強調的 就是這個順序在一二二取代的時候 可能會有一些問題 因為一二二取代的時候 它兩個集團離得比較近 有可能有一些親見 或者是相關的一些聯繫 所以一二二取代的時候 可能會有一些不一樣 所以你們在看一些資料的時候 可能會有這麼一個關係 好 回去做一個 回去做一個比較辛苦一點的練習 是有兩個集團取代 這兩個集團還不一樣 一個小小集團 一個是大大的集團 舒丁肌通常是大家傳說中的一個 經常作為一個大集團的一個 反面典型的一個結構 你就把這兩個來畫一畫 到底它應該最優勢是構像什麼 把這些優勢構像都畫出來 這個是今天的作業的一道題 大家可以畫一下 課件上有 大家可以把這個做一下 我待會寫補充題或者說練習 就是這道題 大家做一下 好 這是一個大家的 給大家做的一個練習 那麼像我們這樣子 環幾環就給大家講完了 包括一些取代環幾環 也給大家講完了 我們現在看一下 實清合耐的構型 告訴大家 強調一下 是構型 剛才我們講環幾環 它的乙式 傳式 半乙式 扭傳式 都是構像 都是圍繞碳碳單件 碳碳單件自由旋轉 得到了不同的一個結構 不同的空間取向關係 而現在講的實清合耐 是它的反形以及順形 是這麼一個關係 也就是說 它的反形和順形之間 儘管它的穩定性差別並不大 但是要從這種構型 轉變成另外一個構型 它要經過一個能量 比較高的一個過渡態 它是一個化學反應 要涉及到 共架件的斷裂和生成 才能從這種構型 變到這種構型 只能有這麼一個關係 好 我們下面要做一個什麼問題呢 我們分析一下 為什麼反形比較穩定 順形不太穩定 好 對於反形這個結構來說 為什麼叫它叫反形呢 因為 如果你畫出 在這個橋頭碳上的 這兩個碳氫件來說 它們倆構型是相反的 所以我們叫它叫做 反形的這個結構 而對於順形這個結構來說 橋頭碳這兩個碳畫出來 一個是直向上的 一個是斜向上 都是向上 所以這種叫做順形 好 我們看一看 為什麼反形的比較穩定 我們在看這個 實心核耐的構型的時候 分析的時候 我們可以這樣子 我們看成 它是一個取代的環幾環 是右邊這個六圓環 它上面連有 比較大的兩個取代機 我們看一下 這個時候 對於上面這個碳來講 它連的取代機是液件 大集團處在液件上 而下面這個碳 大集團也是同樣 處在液件上 好 那麼這就是說明 對於反形來說 以我們這個參照 這個六圓環來看 它的大集團都處在液件上 它是兩個液 或者叫液液的 取這種構像 所以它比較穩定 好 我們再看一下 對於順形這個結構 順形結構 它可以是這種構像 或者這種構像 這兩種構像之間 是可以發生一個 自由的一個轉化 比如說我們以這個構像為例來看 我們還是以右邊這個環幾環 作為一個參考環 對於這個環幾環來說 上面這個碳原子 它的大集團是在液件 這個沒有問題 但是下面這個碳原子 它的大集團反而在A件 所以它是EA的結構 我們再看這個結構 這個結構 這個碳原子的取代大集團 是在A件 而這個碳原子取代大集團 是在液件 所以它是一個AE的結構 所以不管是EA也好 AE也好 它總有一個大集團 是在A件上面 所以它的穩定性 遠不如上面這種 兩個大集團都在液件上的情況 好 這就是我們所說的 實輕和耐的構型 正因為它的這兩個構型的 取代機所取的位置不一樣 所以這兩者構型之間的穩定性 是有比較大的差別 好 這個就是實輕和耐的那個構型 給大家介紹完了 環幾丸的核心部分 給大家都介紹差不多了 就是關鍵是它的結構 通過結構我們做一些構像分析 儘管構像分析 你現在看起來覺得好像很小兒科 但是學會這種構像分析 在更複雜的結構上 你還能做構像分析 這個是我們很關鍵很需要的 好 那個我們再看下面的內容 看一下環幾丸的物理性質 還有波譜性質 物理性質破壞和熔點沸點 什麼熔解性那些 基本上它分子比較規則 所以它排列堆積比較緊密的話 它熔點沸點密度一般來講 比沒有成環的丸廳來講會高一點 這是一個特點 那個它的波譜性質 可以給大家大概齊提一下 一個很重要的是一個和弛的信號 就是不同環不同大小的環 它的和弛的出風位置是不一樣 比如說三圓環大概就是0.22 而四圓環就到了1.95 其他的話會大概是在1.5 都是在1.5附近 可以順便給大家講一個八卦 就是從理論上來講 環幾丸上的A鍵和E鍵 這兩個氫是不等價的氫 從理論上來講 它應該在不同位置出風 也就是說一個氫像E鍵的氫 在去平壁這個位置 所以它的化學位置會稍微大一點 而A鍵這個氫 它的化學位置會稍微小一點 只不過這個環一直在來回來回翻轉 它對於這個氫原子來說 一會兒在E鍵一會兒在A鍵 所以你看不到它的一個變化 看不到它之間的差別 通常在室溫下都是一個風 但是你溫度逐漸降低 逐漸降低 降低到比如說負的多少度 幾十度的時候 你就會發現兩個風出來了 實際上這個化學位置稍微大一點的是E鍵的風 化學位置小一點的是A鍵的風 所以大家這時候不要覺得很崩潰 所以我從理論上來分析 A鍵和E鍵它應該是不等價的支持 但是為什麼我在覈磁上看不到一個這個風呢 實際上是因為它兩個之間翻轉的太厲害 太快了 好 這是我們講的核磁共振氫浦的情況 核磁共振碳浦 這是常見的一些它的碳浦的大概齊的一個CH2 就SP3雜化這個碳大致的出風位置 紅外大家稍微小心一點 紅外我們提到 如果是都是飽和碳的話 它的碳氫伸縮振動應該不會超過3000的 但是有個別的情況 比如說像這個小的環 5元以下小的環 它的碳氫伸縮振動波數是大於3000了 這個注意一下 有這個區別 稍微那個支持比較小的一個環 好 波普性質就給大家介紹到這了 我們看一下化學反應 好 沒什麼反應可講的 每次講到那個環環聽的反應 都覺得好像沒有挑戰性挺無聊的 也不是叫很挺無聊的 那個我們先看一下 那個環環聽的通用反應 環環聽也是環聽 如果你控制好條件 在光照或者高溫下 它也會發生自由基取代反應 但是注意你要注意條件 一個你所採用的鹵素是純的鹵素 盡量保證它發生一個均烈 這是第一點 第二點你要注意反應條件 一定要控制在發生自由基取代反應的條件 要光照要高溫 好 這是我們講它的通用反應 但是通用反應中間 經常伴隨著小環的個性反應 小環的個性反應 比如說我們講的鹵帶反應 和鹵素發生反應 或者跟鹵化氫發生反應 都是小環的特殊反應 所謂的鹵帶反應 就是把這個小環打開 把鹵原子加在環的兩側 得到這麼一個 把環打開的一個加成反應 或者把三元環打開 也得到類似的這麼一個加成反應 但是五元環六元環 不會發生這個反應 還是請大家注意 這個反應你要注意兩點 第一點 這時候你用的就不是純鹵素了 你最好用鹵素的 比如說 次氯化碳溶液 或者是一些 能夠讓它容易發生異劣的一些體性 那麼這樣子它發生的反應 不是自由基型反應 而是離子型反應 這第一點 第二點反應的話 一般來講 室溫下就可以了 在室溫下你加進去 馬上搖一搖 震一震 這個嗅水 嗅水是典型的紅褐色 嗅水的紅褐色就退去了 你可以作為一個 鑑別小環的反應 提醒大家 碳碳酸鑑 也會有類似的反應 這是 它可以加鹵素 還可以加鹵化氫 也是類似的反應 把環打開 把這鹵化氫加在這個環的兩側 就變成這麼一個 鏈狀的一個鹵帶環 四元環也可以打開 得到類似反應 但是五元環六元環 不發生反應 講到這給大家再提一下 也就是說 你要注意 如果是一個不等性的環 比如說環上有取代機的時候 你在這個地方開環 或者這個地方開環 它得到產物是不一樣的 所以有一個經驗規則 它是在取代最多的碳 和取代最少的碳之間來開環 開環的方向 一定是在取代機最多的碳原子 和取代機最少的碳原子之間開環 而加鹵素的時候沒有問題 你隨便加 因為它都是加兩個鹵原子 而如果加鹵化氫的時候注意 氫原子是加在含氫比較多的碳 含氫比較多碳 你本來氫原子就多 我再給你一個氫原子 給你錦上添花 起這種作用 這個是給大家提一下 這裡有兩點 講到這個加乘的開環的規律 和加乘規律的時候 有兩點給大家提一下 一個 舉一個什麼例子呢 我怎麼一下想不出來這個例子了 有同學會給我舉一個例子說 如果一個四元環 在含氫較多的碳 和含氫較少的碳之間 發生斷裂以後 它得到的產物會是不一樣的 誰能給我舉這麼一個例子出來 就是會有遇到矛盾的情況 就是比如說 在含氫最多的碳 和含氫最少的碳之間 發生一個斷裂的時候 就是這樣子告訴大家 就是如果你遇到一個情況 你在分析含氫較多的碳 和含氫較少碳之間 如果產生矛盾的時候 怎麼辦 沒有辦法 就是得到混合物 這是第一點告訴大家 大家可以舉一個例子畫出來 就是你在 給你一個三元環或者四元環 含氫較多碳和含氫較少碳 你在這判斷之間 根據這個原則 你不能判斷出是哪個位置的時候 那你可能得到混合物 這是第一點 第二點 這個規律不能用在催化加氫上面 催化加氫也是把這個環打開 但是環打開以後 打開的位置 跟我們前面講的 加鹿素和加乳化氫是不一樣的 因為它反應機裡是不一樣的 所以催化加氫的時候注意 它的反應機裡是完全不同 所以它開環的位置有可能不同 這是第二點給大家講的 所以催化氫化 你可以沒有取代機 你可以把它產物馬上寫出來 但是如果有取代機的時候 你要小心一點 這是第二個反應 第三個反應 它的個性反應 就是氧化 我們知道碳碳雙鍵 遇到高猛栓甲 蟲科栓甲都會被氧化 導致高猛栓甲或蟲科栓甲 它的紅色退去 但是小環 像三元環四元環 不會跟高猛栓甲發生反應 利用這個反應 我們可以區別 到底是三元環四元環 還是不飽和化合物 是雙鍵還是三鍵 這是一個很重要的一個區別的反應 好 為什麼大家會說為什麼 為什麼三元環四元環 不跟氧化物發生反應 為什麼碳碳雙鍵和三鍵會發生反應 實際上這也比較好理解 對於氧化反應來講 實際上是一個給出電子的一個過程 碳碳雙鍵和三鍵 是一個給電子能力是比較強 但是三元環四元環 沒有這個能力 好的 關於環環廳的內容 給大家介紹完了 環環廳的反應不是特別多 最關鍵的是我們講它的一個通過 主要是三大點來分析它 為什麼這個環是比較穩定 而那個環不太穩定 這樣遇到一些特殊的環的結構 你就能夠分析它到底是穩定還是不穩定的 這就是我們講環環廳的一些內容 後面有一些 我給大家稍微過一下 這個是大家有興趣可以看 就是講到環環廳的時候 大家一直在講 不限制於合成這麼一個單環的結構 但要形成多環的結構 不光是形成多環的結構 像這種立體結合上非常優美的環狀結構 大家也想合成 像這種四棱環 立方環 包括這種棱金環 這種像金剛石一樣的環廳 這個不是碳60 就是環廳是有碳碳鑑 有CH2 每個碳都被CH2所飽和的 都被氫原子所飽和的 這些結構 會有很多文獻告訴大家 怎麼去合成的 這個名字有點怪 最後還有一個乙太 還是水 火啊木啊什麼 這個都是那個 咱們傳統的煉金術 對最早的以前那個說法 挺有意思的 這是那個立方環怎麼合成的 可以用一開始做一個DSR的反應 再做一個2加2環加成反應 再去拖去湯姬以後 得到類似這個結構 這是對這個分析 這種四棱環合成的話 大家可以看一下 是一個什麼過程 有興趣的同學 可以稍微稍微看一點 最可愛的是這個 那個像一個足球一樣的結構 它實際上是這麼一個環 這麼一個環給它扣在一起 最後形成這麼一個 兩個球壁在一起了 把這球縫在一起的 這麼一個結構 所以像那個 另外一個合成方法 也是類似的 也可以把這種片段做出來 然後再給它拼在一起的 好這就是我們講的 那個環丸廳的一些內容 環丸廳確實 剛才同學說 這也辦得到 這確實辦得到 但是在做有機合成 基本上是最挑戰的工作 誰要是合成出這麼一個 挑戰的結構的話 大家都覺得 很開心 很好的一個事情 好的 我們開始一個新的章節 立體化學 剛開始講兩類化合物 一個是丸廳 一個環丸廳 就停下來了 又開始講一個理論 就是給大家講一個 結構的一個立體的理論 原來最早講有機化學 說立體化學放得比較後面再講 但現在基本上往前提 目的在什麼呢 就是在我們分析一些反應的時候 你可以從結構的角度 從立體的角度來講 可以分析得比較清楚 尤其是現在做合成的時候 不太已經不再滿足於說 我把這個構造式 都能夠做得很完美 而且它空間取向 還要做得很完美 所以我們先把立體化學 先給大家講一下 先講一下引言 給大家引言講一下 立體化學講一類什麼事情呢 立體化學有很多內容 在這一章我們重點講一類化合物 這一類化合物 我們叫它叫做 有光學活性的化合物 什麼叫有光學活性的化合物呢 我們先看一下 對於光來講 它都是一個平面偏振光 它在各個方向偏振都有 但是如果經過一個 叫尼克爾能進的這麼一個結構 這麼一個晶體以後 實際上經過晶體 它把別的方向偏振的光 都給吸收了 只有跟晶軸平行方向的光 才能通過 也就是說 普通的一個平面偏振光 經過尼克爾能進以後 它就變成一個 只在一個方向振動的 或者說在一個平面上振動的光 我們叫它叫做平面偏振光 平面偏振光 可以用來研究一個化合物 到底有沒有光學活性 好的 如果我經過尼克爾能進以後 得到一個平面偏振光 當這個平面偏振光 通過一個化合物 通過一個樣品值 樣品值放著 我們所需要研究的化合物 通過這個化合物以後 平面偏振光 它的偏振方向不發生改變 那麼我們就說 這個化合物沒有光學活性 好 反過來 如果我們當這個平面偏振光 遭到這個化合物以後 這個化合物呢 平面偏振光的偏振方向 原來是這個方向 發生一個偏轉 那麼我們就說 這個化合物有光學活性 來了 就這個事情 所以 什麼樣化合物具有光學活性呢 它就是能夠讓平面偏振光 發生偏轉的這些化合物 都叫做有光學活性的化合物 或者說 它具有懸光性 因為它能夠讓光的偏振方向 發生旋轉 所以說它具有懸光性 那它偏振方向發生旋轉 所以有懸光性 好 我們這一章可能花三四小節的時間 或者四五小節時間 幹一件什麼事情呢 就是在分析 什麼樣的結構的化合物 具有光學活性 也就是說具有懸光性 講來講去就講這個事情 以後 學完這一章以後 你拿到一個化合物 你就知道 它有沒有懸光性 以及它會有什麼樣性質 後面我們都知道了 所以一整章就在講這個概念 什麼樣結構具有懸光性 好 既然要講這個 我們稍微講一點歷史 可以順便給大家提一下 引言 最早 這個是大家都知道的巴斯德的故事 他是一個法國人 他很熱愛科學 同時他也很熱愛生活 他很愛喝葡萄酒 葡萄酒裡面有九十酸甲鈉 他就說挺好的 我又喝葡萄酒 又研究葡萄酒裡面的有效成分 挺開心的 他也很享受生活 有一次過聖誕節的時候 他把他的九十酸甲鈉 往實驗室一扔 就出去去滑雪了 不光是他 他們整個實驗室也都出去玩 所以整個實驗室非常安靜 因為平時有人走路的話 那個地板會動 那個瓶子放架上也會動 那個經體長得不好 他們所有人都跑光光了 連那個打掃衛生的也跑光了 連巡邏的都沒有 所以那幾天經體長得非常好 他放完架以後 回來以後心情特爽 把那經體拿出來一看 經體長出來了 第一個看 第二個看 突然間可能放完架 眼神也好很多 一看 這個經體不對 好像這兩個經體 這經體很像 但是我可以分成兩波 一波是這個德行 一波是那個樣子的 心情又特別爽 那天不知道怎麼又特別開心 就拿個鑷子 就把這個像這種樣子的 給它捏成一堆 把那個樣子給它捏成一堆 以後呢 把它融了 做一個玄光 把它融了 做一個玄光 這個時候發現 這兩者 玄光度是不一樣的 它們都有光學活性 都具有玄光性 但是 其中一個經體 它那化後 光旋轉 是往左旋 另外一個化後 光向右旋 而它們倆當配的 溶液的濃度是一樣的話 左旋的角度和右旋角度 是完全一樣 這是一個化時代的工作 也就是說 他當時發現 化後物為什麼有玄光性呢 他就覺得 這兩個 為什麼它有玄光性 實際上它有這麼一個特點 它從經體結構上 它推斷 它有一個跳躍性思維 得到一個特點 就是為什麼有化後物呢 有玄光性呢 它有玄光性 就是這兩個結構 很相近 但是又不完全相同 不完全相同到什麼呢 就兩者之間很相近 相近到 就像實物 這是實物 這是鏡像 實物和鏡像的關係 而實物和鏡像 這兩者又不重疊 就像人的手一樣 很像很像 左手和右手 就像你把 你的右手 就好像左手照鏡子一樣 之間是實物和鏡像的關係 很相像 但是又不重疊 除了手之外 當然知道什麼耳朵啊 腳啊 什麼鞋子啊 都是這個樣子的 所以說 它就很跳躍性思維得傳 如果一個分子 它有玄光性呢 為什麼它有玄光性呢 就這個分子 它要很像手 它有一個 實物和鏡像之間的分子 如果它實物和鏡像分子之間 在一起不重疊 跟手一樣 能夠不重疊的話 那麼這個分子 就有玄光性 這是最早最早 對玄光性一個判斷 也就是說 你要最早 要判斷一個話後 有沒有玄光性 一個最樸實的做法 就是這個分子 你把它照照鏡子 你看一看 它的實物和鏡像之間 是不是能夠完全重疊 如果實物和鏡像之間 能夠完全重疊 這個分子 它沒有玄光性 如果這個分子 它的實物和鏡像之間 不能重疊的話 它具有玄光性 或者說 具有手性 好 這是巴斯德很天才 很天才的一個設想 和一個很有跳躍性的一個定義 今後在我們今後的理論發展出來 發現確實 這是一個很嚴謹的定義 也就是說 我要判斷一個化合物 到底有沒有玄光性 它的充分和必要條件是 這個化合物 它和它的鏡像之間 也就實物和鏡像之間 是不能完全重疊 如果實物和鏡像 不能完全重疊 那麼這個化合物就沒有玄光性 如果能重疊 就有玄光性 所以這裡面導致一個什麼問題呢 比如說這個分子 我要判斷這個分子 有沒有玄光性 我一定要把它鏡像分子搭出來 搭出來後 使勁在那湊 湊湊湊湊 發現真的不能重疊 那麼我就說明 它一定沒有玄光性 沒了 實際上這張就講完了 就這個事情 你就這麼判斷吧 你就把這結構畫出來就行了 搭出來 實在畫出來想不明白 搭出來 搭出來使勁對 一定要任何雞角旮旯 任何一種那個重疊方式 都要想明白 它有一萬種可能性 就一萬種重疊方式看看 一萬種都對不上 說明絕對對不上了 就說明這個分子有玄光性了 可以結束了嗎 這個課 可以結束了 這個定義太好了 但是太不好用了 如果哪時候我腦子一不靈光 或者一進水的話 我沒有對好 我給它一個判斷說 這個結構沒有玄光性 實際上它真的有玄光性 這個很容易出失誤 就跟大家以前學那個幾何 說什麼叫平行線呢 是兩條永遠不能相交的直線 叫平行線 永遠什麼概念 跑出地球來是不是永遠 沒準到月球 它們倆相交了 怎麼辦呢 也不行 所以很好 就是很嚴謹的一個定義 但是呢 不好用 非常不好用 所以這個定義出來以後 大家就在想 我有什麼比較好的定義 比較簡單的辦法 不需要這麼搭了模型 又照鏡子又怎麼樣 很痛苦做這個事情 有沒有什麼好辦法 好 這時候這個 就是Van der Hoff出來了 Van der Hoff是一個很偉大的科學家 他當時提出一個概念 說你不要照鏡子了 給出一個概念 叫做不對稱碳的概念 他先提的概念叫做不對稱碳 什麼叫不對稱碳呢 就是一個碳原子 它應該連著四個集團 如果它連著四個集團 互不相同的話 那麼這個碳就叫不對稱碳 好 這是一個定義 是正確的 沒關係 就是說 它叫這個名字 不外乎而已 說這個名字 這個碳 如果一個碳 它所連的四個集團 是互不相同的 那麼這個碳就叫不對稱碳 就跟它為什麼叫氫殼一樣 就是一個定義 你不用管它了 好 那麼再下一步 他就把這個 他的定義往前走了一步了 他想用這個定義 來說一個什麼事情呢 他說 如果一個化合物中間 有不對稱碳的話 那麼這個分子 它就具有玄光性 他把他的這個定義 往前邁了一步了 如果他的定義 他的這個邁一步的話 是正確的話 我們就很開心了 為什麼 有沒有不對稱碳 很好判斷 拿一個分子出來 一找這四個集團不同 那肯定不對稱碳 我只要找到不對稱碳 我馬上知道 這個分子一定有首型 一定有玄光性 那麼就很開心了 事實上沒這麼簡單 也就是說 後來證明瞭 事實上是什麼樣子的 就有的化合物 它有不對稱碳 但是它沒有玄光性 你分明找到 比如說這個碳原子 它連這四個集團都不同 但是呢 這個化合物 它就沒有玄光性 你把它的鏡像分子 找出來以後 發現實物和鏡像 是完全重疊的 所以它沒有玄光性 還有一些分子呢 它沒有不對稱碳 根本找不到不對稱碳 但是呢 它卻具有玄光性 所以這個定義 這種判斷方法 也是不太好 所以這個 方德厚夫這個理論 到最後只保留下來一個概念 叫做不對稱碳這個概念 這好像有點像我們講 白爾章的學說一樣 那學說講了講了半天 最後給人家槍斃 說不行 這個學說不行 但是呢 把這個定義留下來 把這個白爾章的定義留下來了 這個也是 方德厚夫這個理論 是不成立的 但是不對稱碳這個概念 我們是留下來了 後面會用 好 那麼現在就是 我們怎麼判斷 一個化合物 到底有沒有玄光性 那麼這樣子 判斷的方法 從分子的對稱性來判斷 也就是說 一個分子 如果它的實物和鏡像之間 不能重疊的話 一定這個分子中間 缺少一些對稱因素 如果我們分析出來 哪些對稱因素 跟它的玄光性是密切相關的話 那麼我們這樣子 就能夠分析出來 一個化合物 到底它有沒有玄光性 好 那麼現在這樣子 就是我們可能要花幾分鐘時間 給大家講一下 分子的對稱性 或者說有幾種對稱因素 這個你們立體解和學的都比我好 一個叫做 有分子中間有對稱軸 叫做Cn軸 n是什麼概念呢 就這個分子旋轉360度 除以n以後 那麼它的構像是完全重複 那麼也就是說 如果比如說像水分子 它就有一個C2軸 也就是圍繞這個軸 旋轉180度 它的構像完全恢復 再比如說像這個n的結構 它有個C3軸 圍繞這個軸 旋轉360除以3 也就是120度 它的構像是完全恢復 這個就是對稱軸的概念 那麼我們也知道 可以分析一下 對於四圓環 它有個C2軸 因為它是個蝴蝶形的結構 所以有個C2軸 而對於這個 我們講過的 環幾彎乙式結構 有個C3軸 圍繞這個軸 可以旋轉120度 它是完全恢復了 這個有一個C幾軸啊 C無窮軸 因為它旋轉 無窮無窮小的角度 它都是一個構像完全恢復 所以它也有一個軸在這 好 這是一個對稱軸 第二個對稱因素是對稱面 也就是說 分子中間對稱面 是個什麼概念呢 就是說 如果一個分子中間有一個面 它把分子分成兩部分 使它其中的一部分 是另外一部分的鏡像關係 也就是說相當於 在分子中間加一個鏡子 這邊和那邊之間 是一個鏡像的關係 那麼這個就是 分子中間一個對稱軸 比如說 我們有一個反式的 1 4 2甲基取代的環幾彎 它的最優勢構像 是這兩個意見 那麼它的對稱軸 就是通過 不是對稱面 就通過 是通過它一號毯和四號毯之間 這個面 它就是它的對稱面 好 如果是一個 這個分子對稱面是什麼 大家說 這個這麼加下去也可以 切下去也可以 還有就是 大家好多同學對 黑板平面也是它的對稱面 也就是說 像這種平面型的分子 它都有一個對稱面 就它的分子平面 就是對稱面 像這種直線型分子 那就是無窮多個對稱面 都可以把這分子 來分成這麼一些結構 好 這是對稱面 再一個是叫對稱中心 對稱中心是什麼概念呢 是分子中間的一個點 沿著這個點畫直線 在直線等距離的兩個方 在直線等距離的地方 向不同方向延伸 在等距離的位置 都會遇到相同的階團 那麼這就是 這個分子中間的對稱中心 就是I 好 也就是說我們可以 拿到一個結構 都能分析出來 這個結構中間 有沒有對稱中心 好 這些講完以後 我默認大家 拿到一個結構 都能分析出來 它有沒有對稱軸 有沒有對稱面 有沒有對稱中心 在這個基礎上 我們給出一個定義 如果一個分子 它既沒有對稱面 又沒有對稱中心 那麼這個分子就有守性 跟對稱軸沒關係 分析出來 它既沒有對稱面 又沒有對稱中心 那麼這個分子就有守性 就是 它的對稱性 這個時候我們已經改成了 它是既沒有對稱面 又沒有對稱中心的話 那麼它就 這個分子就一定有懸光性 反過來說 如果一個分子你測出來 它沒有懸光性 沒有守性的話 那麼這個分子一定沒有對稱面 也沒有對稱中心 行 那麼這樣子 我們這次課的內容 就給大家介紹到這個地方 後面我們會再給大家 講一些具體的結構 我們來分析一下 這個結構到底有沒有對稱性 好 那這節課就到這 請下課