有機化學

克萊門森還原

克萊門森還原 (Clemmensen Reduction)
國立臺灣師範大學化學系碩士生 鍾長志

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圖一、克萊門森。(參考資料 1)

克萊門森 (Erik Christian Clemmensen),1876 年出生於丹麥,1900 年移居美國,之後開發克萊門森還原反應並且在 1913 年獲得哥本哈根大學博士學位。1914 年開始在製藥公司工作,分別開發了苯甲酸鈉 (sodium benzoate)、香草精 (Vanillin)、香豆素 (Coumarin) 的製造方法。他和友人創辦聯邦化工集團 (Commonwealth Chemical Corporation),後來被孟山都化學公司 (Monsanto Company) 併購,並且與合作夥伴開發出糖精 (Saccharin)。克萊門森於 1941 年逝世,本文所要介紹的克萊門森還原是其最著名的代表作1

苯炔

苯炔 (benzynes)
國立臺灣師範大學化學系碩士生 薛園馨

苯炔 (benzynes) 是苯環上一個雙鍵藉由脫去反應 (elimination reaction),得到帶有兩個雙鍵一個三鍵的六員環高活性分子,因六員環構型關係,本來鍵角應該是 180 度的三鍵 SP 混成軌域被扭曲而遠小於180度,這強大的角張力 (angle strain) 讓苯炔的三鍵性質變弱,在化學家的眼中苯炔更像是兩性離子 (zwitterion) 或雙自由基 (biradical) 的分子,而紅外光譜學 (infrared spectroscopy) 也佐證了這個現象,Rasziszhewski 教授在 1992 年發表在國際期刊1 上測出來苯炔的紅外光譜是在 1846 cm-1,鍵能比三鍵 (~2250 cm-1) 弱很多,而其如 NMR、UV 等光譜學都有類似結果,而這項性質被化學家廣泛應用在各種合成策略上,如親核加成、[4+2] 或 [2+2] 的環加成 (cycloaddition) 反應或插入反應 (insertion reactions) 等等。

阿拉伯膠

阿拉伯膠 (Gum Arabic)
國立臺灣師範大學化學系碩士生 董柏廷

阿拉伯膠 (gum arabic) 是一種常用在工業及食品加工業上的天然植物膠,主要是由分布在非洲北部及阿拉伯半島上的阿拉伯膠樹(學名:Acacia senegal,豆科金合歡屬)樹幹所流出的汁液所製成。1.2

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圖一、顆粒大小不同的阿拉伯膠。(圖片來源:參考資料 4)

阿拉伯膠其名稱由來主要是因為阿拉伯膠大部分由阿拉伯地區進口到歐洲,其最早可以追溯到五千多年前,古埃及人就已經使用,隨著時間的推移,它的應用也非常廣泛,從最初只是用來當染料、水彩及油墨的增稠劑,到之後的黏著劑及平版印刷都有它的蹤跡

2,6-對叔丁基對甲酚

2,6-對叔丁基對甲酚 ((2,6)-bis(1,1,-dimethyl)-4-methylphenol, BHT)
國立臺灣師範大學化學系博士生 林欣慧

在臺灣陷入食安危機的現在,起雲劑、三聚氰胺、順丁烯二酸等等化學物質讓大家聞之色變。但是,並非所有的添加劑都是有害的,各種食品添加物(如:人工食用色素、各種抗氧化劑)是否合法、會不會造成人體危害,每人每日所攝取的限制量等等,才是現代社會大眾應該要關注的地方。

本文所要介紹的 2,6-對叔丁基對甲酚 ((2,6)-bis(1,1,-dimethyl)-4-methylphenol, BHT) 是一種具有抗氧化效果的化合物(其基本物理性質如表一所示),也是合法的食品添加劑,在世界各國的使用規範不盡相同1,在臺灣 BHT 是屬於第三類抗氧化劑2,其檢驗規格如表二所示;可使用的食品範圍如下:

內酯

內酯 (Lactone)
國立臺灣師範大學化學系碩士生 鍾長志

內酯 (lactone) 命名源自於酯類 (ester),為一種環形酯類,與其相像的結構還有內醯胺 (lactam),結構較為簡單的內酯命名以酯基為主體如圖一所示,以希臘字母分別表示,如圖二所示,依序為 a-lactone(三員環)、β-lactone(四員環)、γ-lactone(五員環)、δ- lactone(六員環)、ε-lactone(七員環)。

羰基的保護(下)

羰基的保護(下)(Protection of Carbonyl Group) (II)
國立臺灣師範大學化學系四年級 趙崇瀚

連結:羰基的保護(上)

對於羰基的保護基有了初步的認識以後,我們便能針對不同保護基的穩定性進行討論。本篇文章僅討論最常見由甲醇形成的縮酮、二醇類形成環縮酮(乙二醇、1, 3-丙二醇)及由二硫醇類形成的環縮酮(乙二硫醇、1, 3-丙二硫醇)進行討論。(圖十) 一般而言,羰基保護基對於鹼性環境都有良好的抗性,只有在某些特定的酸性或氧化、還原條件之下,保護基才會產生改變。

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圖十、常見的羰基保護基 (作者繪製)

羰基的保護(上)

羰基的保護(上)(Protection of Carbonyl Group) (I)
國立臺灣師範大學化學系四年級 趙崇瀚

羰基 (carbonyl group) 是指具有碳-氧雙鍵的基團,由其共振式便能得知羰基的碳原子具有部分的正電性質(圖一),也因此羰基的碳原子非常容易受到親核劑的攻擊,進而產生鍵結。

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圖一、含羰基化合物之共振式(作者繪製)

庫爾提斯重排反應

庫爾提斯重排反應 (Curtius rearrangement)
國立臺灣師範大學化學系四年級 趙崇瀚

庫爾提斯重排反應 (Curtius rearrangement) 是以德國化學家 Julius Wilhelm Theodor Curtius 所命名,於 1885 年所提出,將醯疊氮化合物 (acyl azides) 熱裂解為異氰酸酯 (Isocyanate) 並釋出氮氣的重排反應。而若是加入不同親核試劑(水、醇類、胺類)進一步地與異氰酸酯反應,則可得到不同的產物,其總反應式如下。(圖一

西蒙斯-史密斯反應

西蒙斯-史密斯反應 (Simmons-Smith reaction)
國立臺灣師範大學化學系四年級 趙崇瀚

西蒙斯-史密斯反應 (Simmons-Smith reaction) 是以化學家 H. E. Simmons 及 R. D. Smith 命名,在 1958 年所提出,將不具有官能基的烯類化合物進行環丙烷化的反應,具有良好的立體專一性。此反應是先利用鋅銅偶 (zinc-copper couple) 將二碘甲烷製成西蒙斯-史密斯類碳烯試劑(以下簡稱西-史試劑),接著再將西-史試劑與烯類化合物進行反應,最終可得到具有環丙烷基的產物。(圖一

丹海瑟芳香合環反應

丹海瑟芳香合環反應 (Danheiser Benzannulation)
國立臺灣師範大學化學所 范振頡

在過去早年的日子裡,化學家們為了合成多取代的苯環大多都是由具芳香性的前驅物為起始物,也就是基礎有機化學中提到的典型芳香取代反應,但事實上,如此直接的取代反應會造成低的區位選擇性,難以控制取代在哪個部位,以及發生過度的取代等等……

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