KL128的科研讲述
在科研路上,在求学途中,很多东西值得记下来,讲一讲,消化、吸收,因此,本人打算在这里开个“个人讲述”,先锻炼一个,为日后当教授做准备,呵呵! 首先,还是总结一下有机化学关于结构的知识吧,不管是光谱解析,有机反应,药物设计灯独用得上。 超共轭效应 (hyper conjugation )超共轭效应又称σ-π共轭。烷基中碳氢键的电子易与邻近的π电子体系共轭,发生电子的离域现象。烷基在超共轭效应中是给电子的,其大小与所含的碳氢键数目有关,其顺序为:-CH3>-CH2R>CHR2>-CR3。
通俗的讲超共轭效应是指两根化学键的电子云部分重叠,电子可以在共轭体系中流通,不是肩并肩地去杂化,而是以一定角度部分重叠,电子云重叠越多,那么它形成的键就越牢固,但是由于重叠很少则叫做”超共轭“,这里的“超”是指很小,很少,一点点的意思。
可以说在分子中形成的超共轭键数量越多,那么分子越稳定,因为重合的越多,键越不容易被打断。 共轭效应
在单键和双键相互交替的共轭体系或其他共轭体系中,由于π电子的离域作用使分子更稳定、内能降低、键长趋于平均化,这种效应叫做共轭效应。诱导效应和共轭效应都能使体系的电荷分散、能量降低、稳定性增加。但是两者的区别是诱导效应主要通过σ键传递,而且传递二三个原子后就迅速减弱到可以忽略不计。共轭效应主要通过π键传递,能从共轭体系的一端传递到较远的一端。共轭效应分静态共轭效应和动态共轭效应。静态共轭效应是在没有外界的影响下表现的一种内在性质。例如,苯分子中各碳原子共平面,相邻π键交叠而成共轭,使6个碳碳键的键长平均化,使体系趋于稳定。动态共轭效应是在外界条件(如试剂)影响下使分子中的电子云密度重新分配,分子的极性增大。例如,1,3-丁二烯跟卤化氢反应时,由于动态共轭效应使加成反应主要发生1,4-加成。如果共轭体系中的取代基能降低体系的电子云密度,则这些基团有吸电子共轭效应,如—NO2、—CN、—COOH、—CHO、—COR等。如果取代基能增加共轭体系的电子云密度,则这些基团有给电子的共轭效应。这类取代基如—NH2、—Cl、—OH等 共軛效應還分靜態和動態兩類。靜態共軛效應存在於未反應的共軛分子中﹐它是共軛分子中電子的高度活動性和電子發生位移的結果。動態共軛效應指在起化學反應的一瞬間﹐由於進攻試劑的作用﹐使共軛體系中電子密度重新分布所引起的一種共軛現象。 d-p共軛 又稱 d 軌道接受共軛。是指一個原子的p 軌道與另一個原子的d 軌道重疊而產生的一種共軛現象﹐例如有機硅化合物結構中的 d-p 共軛﹕(CH3)3Si-C6H6在這裡﹐苯環上的一部分電子雲進入硅的 3d 軌道﹐形成 d-p 共軛﹐使硅原子與苯環結合得更牢。 诱导效应
是指在有机分子中引入一原子或基团后,使分子中成键电子云密度分布发生变化,从而使化学键发生极化的现象,称为诱导效应(Induced Effects)。
在有机化合物分子中,由于电负性不同的取代基(原子或原子团)的影响,使整个分子中的成键电子云密度向某一方向偏移,这种效应叫诱导效应。诱导效应的特征是电子云偏移沿着σ键传递,并随着碳链的增长而减弱或消失。例如,醋酸是弱酸(pKi=4.76),醋酸分子中的α-碳原子上引入一个电负性比氢强的氯原子后,能使整个分子的电子云向氯原子偏移,结果增强了羟基中氢原子的质子化,使一氯醋酸成为强酸(pKi=2.86,酸性比醋酸强)。
比较各种原子或原子团的诱导效应时,常以氢原子为标准。吸引电子能力(电负性较大)比氢原子强的原子或原子团(如—X、—OH、—NO2、—CN等)有吸电子的诱导效应(负的诱导效应),用-I表示,整个分子的电子云偏向取代基。吸引电子的能力比氢原子弱的原子或原子团(如烷基)具有给电子的诱导效应(正的诱导效应),用 I表示,整个分子的电子云偏离取代基。
在诱导效应中,一般用箭头“→”表示电子移动的方向,表示电子云的分布发生了变化。 诱导效应是一种短程的电子效应,一般隔三个化学键影响就很小了。
在分子中各相邻的共价键上以静电诱导方式引起的各价电子对的偏移(σ 键电子的偏移)。诱导效应在有机化学中是一个非常重要的理论,它在研究有机化合物的结构、有机反应机理和有机合成中起很重要的作用。 诱导效应的递降率
诱导效应是一种静电诱导作用,其作用随所经距离的增大而迅速减弱。诱导效应在一个σ 键体系中传递时,一般认为每经过一个链上原子,即降低为原来的约三分之一。通常以ε或1/α来表示递降率。经过n个原子后,其诱导效应只有原来的(1+α)n。一般认为,经过三个原子后诱导作用可忽略 邻位效应
芳香族环上邻位基团之间相互影响引发的反应-先发生H重排形成一个新键,同时断裂一个与氢原子相邻的键。
指苯环内相邻取代基之间的相互作用,使基团的活性和分子的物理化学性能发生显著变化的一种效应。这种效应在间位和对位化合物中不存在。
邻位效应包括取代基之间的空间阻碍、诱导效应、场效应和成键能力。
邻位基团的空间阻碍可以影响分子的对称性,例如化合物a是手征性分子,而b却是非手征性分子:
邻位基团的空间阻碍可以把─NH、─NO等共轭基团排斥于苯环的共轭体系之外,从而使该化合物的键长极性、酸碱性等分子的静态物理化学性能发生极大的变化。例如化合物c中,由于硝基与对位氨基共轭,氨基上的孤电子对可转移到硝基上去(c),它的偶极矩是6.18D。但化合物d中,由于邻位甲基的空间阻碍,─NH和─NO基团平面偏离苯环平面,氨基上的电子对就不能转移到硝基上去,它的偶极矩只有4.89D:
又如,由于氯原子的诱导效应,化合物e的酸性比化合物f、g为大。在化合物h、i中,由于化合物h是以分子间氢键为主,它的沸点可达295℃,而化合物i是以分子内氢键为主,它的沸点只有214℃。
邻位效应对反应速率和反应机理也有影响例如,化合物j能与碘甲烷反应生成四级铵盐,但化合物k中由于邻位上的两个甲基的空间阻碍,─N(CH)基团平面偏离苯环平面,使化合物k极难形成四级铵盐。
化合物 1在通常条件下的酯化速率要比化合物m、n慢得多。但在浓硫酸中,由于正碳离子的生成,进攻基团可以从与苯环垂直的方向进攻反应中心,所以化合物的酯化反应能顺利地进行。这时的酯化机理已发生变化。
在某种反应过程中,相邻基团部分地或完全与反应中心相键合,使反应速率明显增大,这种邻位效应属于邻近基团的参与。例如,由于邻近基团的参与,化合物p中的氯在沸水中易水解,但化合物q在同样条件下却是稳定的。
由于邻位基团的这种特殊的效应,邻位基团对分子性能的影响并不遵循哈米特方程。 总的来说,电子云密度的高低决定化学位移数字,但是在NMR中还有很多影响因素,需要仔细总结 [s:80] 不愧是专家,支持拐杖兄 [s:90] [s:80] 还有其它兄弟也来个讲述哈,很不错呵!
[s:90] [s:90] [s:90] [s:90] [s:90] [s:90]
看不懂也要顶 有点深奥! [s:94] 学习了先!..............
最后没怎么看懂,支持了后!!! [s:90]
[s:64] [s:64] 厉害啊
看的我一头雾水
共扼键是我上学的时候最害怕看到的名次之一
拐杖叔叔真厉害
我好崇拜你啊 [s:90] [s:90] [s:90] 油菜!!! 谢谢大家的支持 还是先讲一讲以上作用在NMR 中的影响吧 其实讲nmr按这些影响来讲,不是很合适,个人体会是按照不同官能团将要好些。
比如,氧原子,
在于烷烃相连时,氧原子为吸电基,与其连的碳原子的电子云密度降低,因而氢原子的化学位移向高场,通常在4.0左右;
在于芳烃相连时,氧原子得孤对电子与π电子共轭,可以增加芳环临位和对位的电子云密度,使得临位和对位相应的氢原子的化学位移向低场移动。如,苯环氢原子化学位移本来在7.28左右,连上氧后,临位和对位相应的氢原子的化学位移可到6.7-6.8ppm 不懂,支持下! [s:80] 以前考有机化学,最怕看到这些了…… [s:123] 昨天讲的N原子的nmr咋没了呢? 再讲一讲氮原子,
在于烷烃相连时,氮原子为吸电基,与其连的碳原子的电子云密度降低,但是氮原子的电负性低于氧原子,因而氢原子的化学位移向低场,通常在3.5左右,比与氧相连少在高场。
在于芳烃相连时,氮原子的孤对电子与π电子共轭比氧原子强,可以增加芳环临位和对位的电子云密度,使得临位和对位相应的氢原子的化学位移向 高场移动。如,苯环氢原子化学位移本来在7.28左右,连上氮后,临位和对位相应的氢原子的化学位移可到6.6ppm左右。 坚持把nmr讲完,
卤素直接相连的C的氢的nmr的影响
通常来讲,卤素与烷烃相连时,由于烷烃的吸电作用,使得直接相连的C的氢原子化学位移向低场移动,一般的,化学位移数字为F>Cl>Br>I, 但是,在与芳烃相连时,卤素原子不仅具有吸电效应,还具有共轭效应,二者相互抵消,对H的化学位移影响就相对较小
值得注意的是F原子,它可以对同C以及相邻C的氢产生耦合作用,而且耦合常数非常大 在H-NMR中还有个重要的影响峰裂分的因素,P31,着要非常注意,因为现在含磷化合物越来越多。 P对直接相连的C和临位C 的H的影响都很大,与直接相连的C的氢耦合常数能高达20左右,临位C的的氢耦合常数能10左右。 圣诞快乐!!!! [s:80] [s:80] [s:64] 看来得讲一讲,如何选择柱层析是的流动相了!明天抽时间整理 [s:64] [quote]引用第25楼ca77于2007-12-23 13:32发表的 :
圣诞快乐!!!! [s:80] [s:80] [s:64][/quote]
兄弟,元旦快乐1 2008,得见点心玩意 [s:64] 新的一年还是讲一讲药物设计吧
药物设计根据先导化合物的有无,而有所不同。
在没有先导化合物的情况下,药物设计有两种常见的方法:1 进行计算机虚拟筛选acd库;2 从头药物设计,根据受体的结构,运用"block"或者片段生长法,设计结构全新的小分子药物。
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