2012年7月18日 星期三

腈的水合 Hydration of Nitriles

有機化學的基礎336
1.     Marye Anne Fox, James K. Whitesellnitriles與水進行加成反應製造出醯胺amide
木管八重奏版「魔弾の射手」序曲

2.     氰的水合反應模式十分類似炔的水合反應炔的尾端碳原子與水進行加成反應變成酮。
3.     有機分子氰nitriles中與氮連接的碳原子的氧化數,與carboxyl中與2個氧連接的碳原子的氧化數一樣。
4.     徐弘毅:有一種化學反應會使得參與反應的物質失去或得到電子,稱為氧化還原反應
5.     「氧化數」是計算物質反應之後獲得或失去多少電子的標準,正的氧化數代表失去電子,負的氧化數代表得到電子。例如,氫與其他原子鍵結,經常失去自己唯一1顆電子給對方,因此氧化數是1
6.     氰基CN的碳原子一端與碳原子團連接,另一端與氮連接,碳與碳彼此的引力大小一樣,彼此不會失去或多得電子,因此氧化數是0,碳與氮相比,氮的負電性比較強,因此氮會搶奪碳的電子。
7.     氮的最外層電子差3顆電子填滿,所以它會從碳身上搶奪三顆價電子,氧化數是-3;因此氰基的碳的氧化數是+3
8.     COOH的碳原子與碳原子團連接的那一端氧化數是0;碳原子另一端與1個氧O1個氫氧基OH鍵結。
9.     氧最外層軌域缺2顆電子,因此單純的氧原子與碳鍵結時,氧會從碳身上搶奪2顆電子,如果是氫氧基與碳鍵結,因為氧已經從氫身上搶奪到1顆電子,因此氧只需要從碳身上再搶奪1顆。
10.   基的碳原子跟1顆氧鍵結,失去2個電子,又跟一個氫氧基鍵結,失去1個電子,總共失去3顆電子給氧與氫氧基,因此基的碳原子的氧化數是+3
11.   氰基與基的碳氧化數一樣,代表它們連接的原子很容易置換。
12.   Marye Anne Fox, James K. Whitesell有二種方式可以製造出有機分子氰化物,一是用氰離子做親核性試劑攻擊鹵烷進行SN2取代反應;另一個方式是對一級醯胺添加強的脫水試劑「三氯氧磷POCl3」:
13.   酸催化的氰化物的水解反應會將氰化物轉換成醯胺amides;然後這些醯胺可再轉化成氧化數相等的基酸carboxylic acids基酸還可再轉化成其他的酸衍生物。因此氰化物是有許多可能的載體,能夠被轉化成種類廣泛的官能基原子團。  
14.   氰化物的水解反應,氰化物的氮與水合離子的質子結合開始(質子化),接著與氮結合的碳被水分子攻擊並且結合,產生碳陽離子產物。經過一系列的質子化(與質子結合)與去質子化(脫去質子)反應步驟,製造出醯胺產物。
15.   整個反應可以簡化如下:
n   翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. WhitesellOrganic Chemistry

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