归纳法在有机化学教学中的运用

将归纳法运用于有机化学教学之中,着重介绍有机反应历程的归纳、有机合成设计中碳链增长方法的归纳以及从Fischer投影式标记手性碳R/S构型方法的归纳等.     

手性碳C*构型的R/S标记方法探讨

章介绍了手性碳构型的四种R／S命名方法：正反标记法、透视式正反结论法、左右手螺旋法以及左手轮轴法。经过实例证明这些方法适用面广，方便准确，易于掌握。     

一种确定R·S构型的方法

<正> 对于含有手性碳原子化合物的构型命名方法,是基础有机化学教学中的一个重要内容.一九七○年以来,国内外教材中均采用了IUPAC所建议的R/S构型命名体系.一般来说,学生在掌握顺序规则和R/S命名原则方面并无困难.但是当随意写出二个化合物的Fischer投影式以后,如何能快速,准确地标出各个手性碳原子的R/S构型,或根据标明了R/S构型的命名名称,如何快速写出该分子的Fischer投影式,则就有困难了.本文总结出一种快速确定手性碳原子R/S构型命名方法,收到了良好的效果.     

介绍一种简单的R/S构型标记法

<正> 在光学活性异构体中,如何标定手性化合物的 R、S 构型,是有机化学教学中的一个难点。这是因为要将一个三维空间的实体分子,在二维空间的纸面上描述出来,就必然要做一些原则规定。如果对这些规定缺乏深刻理解,就会给教学带来一定困难。为了解决这个问题,许多书刊[1]、[2]、[3]已从不同方面介绍了 R/S 构型标记法.在此基础上,根据我们在教学中的具体体会,本文拟介绍一种简单的 R/S 构型标记方法。此法特点是:方法简便,易于掌握,判别速度快,结果准确有效。其原则是:在费歇尔     

Sporothriolide电子圆二色谱的理论计算及其绝对构型的确定

Sporothriolide(6-己基-3-亚甲基四氢呋喃[3,4-b]呋喃-2,4-酮)最早是从Sporothrix sp.(孢子丝菌)中发现的一种抗真菌化合物。经核磁共振谱图解析,发现它是一个聚酮化合物;其化学结构中含有3个手性碳中心;并具有两种相对构型,即(3a S,6R,6aR)和(3aR,6S,6a S)。为了确定绝对构型,采用含时密度泛函方法,在MPW1LYP/6-31G(d,p)水平上计算了电子圆二色谱。通过与实测谱图的比对,其绝对构型被确定为(3a S,6R,6aR)。五元环的左手构象和右手构象产生了镜像对称的电子圆二色谱,表明五元环的构象翻转对其圆二色谱具有重要影响。此外,溶剂甲醇与sporothriolide之间的分子间氢键导致了低于14.1 nm的Cotton效应偏移,及低于75 cgs的峰强度的增强,说明溶剂化效应对sporothriolide的圆二色谱影响不大。     

确定手性分子构型的简便方法

根据国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)的命名原则,含有手性中心的手性分子的立体构型以R/S表示。对于一个含有手性碳原子的分子,要确定它属于R型或S型。通常采用的方法主要包括两个步骤:首先,根据“次序规则”将手性碳原子上连有的四个不相同的原子或原子团按其先后位次排列,其次是将该分子在纸面上的二维空间投影式凭人们想象转变为三维空间的立体模型,而后再确定其构型。例如:确定下列手性分子的构型     

费歇投影式中手性碳构型判断及不同构型表示法之间转换的简便方法

针对有机化学中手性碳构型判断和不同构型表示法之间转换困难的问题,采用立体问题平面化方法,可快速准确地进行手性碳构型的判断和不同构型表示法之间的转换.转换的简便方法将对学习者解决相关问题有所帮助.     

对甲基系列杯[4]芳烃的稳定性理论研究

主要运用PM3及分子力学(MM)方法研究了对甲基系列杯[4]芳烃的分子几何和相对能量.分别以基团①-X‖C-(X=O、S、Se、Te)和基团②-R-CH-(R=H、CH3、C2H5、n-C3H7)作桥基,基团①中X为O原子时锥形结构能量最低;除O原子外随X原子电负性下降相对能量增大,且1,3交替结构为最稳定构型.基团②中随R基增大相对能量相差不大,且锥形结构为最稳定构型.     

三角形序旋连接法确定手性碳原子构型

对于含手性碳原子的R／S构型标记法，多年来，有许多学者对此问题进行了大量探讨，也总结出许多很有价值的经验．笔者结合自已在教学中的实践和体会，认为三角形序旋连接法在确定手性碳原子构型方面最简单、方便，学生也最容易接受和掌握，在教学中也取得了很好的效果．因此，就三角形序旋连接法的具体应用进行探讨。     

不含手性碳的手性化合物R—S构型的确定

介绍了含手性杂原子,手性轴和手性面的化合物的R/S标记方法。     

对R/S法标明分子构型问题的讨论

讨论了R/S法标明分子构型存在的问题.指出:R/S只能标明对映体的构型,而不能指明其旋光方向;不能根据反应物和产物的构型符号(R或S)阐明立体化学过程.     

有机立体化学构型判断及互换

通过举例介绍了有机立体化学中透视式和Fischer投影式中手性碳原子的R/S构型最基本判断法则。在立体化学的重点和难点——Newman投影式、透视式与Fischer投影式之间的相互转换等方面,针对空间想象能力较薄弱的初学者,在遵循该法则的基础上,结合教学实践及教学实例,引导学生发现规律,探讨总结出一套有效的经验方法。使学生不再依赖分子模型的辅助,准确地实现分子各种立体结构式之间的相互转换,有助于同学们理解烯烃的亲电加成反应、卤代烃和醇的消除反应的立体化学并可以解决相关问题。     

单水协同作用下甲硫氨酸分子的手性转变机制

基于密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311+G(2df)基组水平上研究单水协同作用下的甲硫氨酸(Met)分子手性转变反应过程,寻找Met分子手性反应过程中各中间体与过渡态的极值点结构,绘制单水协同作用下完整的Met分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:单水协同作用下S型Met分子手性C上的H原子以羧基内10O-19O原子为桥梁,转移至手性C原子的另一侧,实现从S型到R型Met分子的手性转变;该路径有4个中间体和5个过渡态,最大反应能垒为199.275 5kJ/mol,来源于第2个过渡态TS_2-S-Met1H_2O-2.     

非限域甲硫氨酸分子手性转变的第三反应通道

基于密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-311+G(2df)基组水平上,研究非限域条件下单体甲硫氨酸分子手性转变过程的第三反应通道.通过寻找反应过程中各极值点结构,绘制完整的甲硫氨酸分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何及电子结构特性.结果表明:S型甲硫氨酸分子手性C上的H原子以6C=10O原子为桥梁,转移至手性C原子的另一侧,实现了从S型到R型甲硫氨酸分子手性转变的第三反应通道;该反应路径共有4个中间体和5个过渡态,最大反应能垒为321.361 2kJ/mol,来源于第二个过渡态TS_2-S3-Met.     

限域1F-分子筛Asn分子的手性转变机制

基于密度泛函理论,在ONIOM(CAM-B3LYP/6-31G(d,p):UFF)基组水平上,研究1F-分子筛限域条件下的天冬酰胺(Asn)分子手性转变过程,寻找天冬酰胺分子手性反应过程中各过渡态与中间体的极值点结构,绘制1F-分子筛限域条件下完整的天冬酰胺分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:1F-分子筛限域条件下S型天冬酰胺分子手性C上的H原子以羧基上的O原子为桥梁,转移至手性C原子的另一侧,实现从S型到R型天冬酰胺分子的手性转变;最大的反应能垒为321.361 2kJ/mol,来源于第二个过渡态TS_1-S-Asn@1F-MOL.     

孤立条件下α-丙氨酸分子手性转变机制的密度泛函理论

使用基于密度泛函理论B3LYP/6-31+g(d,p)水平上的计算,研究孤立条件下的α-丙氨酸分子手性转变过程.通过寻找包括过渡态和中间体的反应过程各极值点结构,绘制完整的α-丙氨酸分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:S型α-丙氨酸分子手性碳上的氢原子以羧基上的氧原子为桥梁,转移至手性碳原子的另一侧,实现了从S型到R型α-丙氨酸分子的手性转变;该路径有1个中间体和2个过渡态,最大的反应能垒为326.6kJ/mol,来源于第一个过渡态TS1.     

非限域单体天冬酰胺分子的手性转变机制

基于密度泛函理论B3LYP,在6-311+G(2df)基组水平上研究非限域单体天冬酰胺(Asn)分子手性转变第二反应通道过程,寻找反应过程中各极值点结构,绘制完整的Asn分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:S型Asn分子手性C原子上的4H原子以羧基上的10O原子为桥梁,转移至手性C原子的另一侧,实现从S型到R型Asn分子的手性转变;该路径有2个中间体和3个过渡态,最大的反应能垒为313.222 1kJ/mol.     

双水复合条件下天冬酰胺分子的手性转变机制

基于密度泛函理论B3LYP,在6-311+G(2df)基组水平上研究双水复合条件下的天冬酰胺分子手性转变过程.寻找天冬酰胺分子手性反应过程中各过渡态与中间体的极值点结构,绘制双水复合条件下完整的天冬酰胺分子手性转变路径反应势能面,并分析各极值点的几何和电子结构特性.结果表明:双水复合条件下S型天冬酰胺分子手性C原子上的H原子以羧基上的O原子为桥梁,转移至手性C原子的另一侧,实现从S型到R型天冬酰胺分子的手性转变;双水复合条件下该路径有4个中间体和5个过渡态,最大的反应能垒为317.948 1kJ/mol,来源于第4个过渡态TS2-R-Asn2H2O-1.