我們有機化學的分子幾乎都是立體的,三維的,有的時候研究起來可能會有那麼一點點複雜。所以就想如果變成平面的“紙片人”就好了,少一個維度,應該可以省掉不少的麻煩。
所以科學家們想了好幾種方式,用平面來表示分子的構型。
本期來看一個可能困擾了很多小夥伴的一個問題,傘形式,鋸架(投影)式,Newman投影式,Fischer投影式的相互轉化
看名字,發現什麼問題沒?
除了傘形式,其他的我都搞成了投影式,為什麼呢?等你們看完了就知道了~
傘形式,又叫立體透視式,楔形式,就是用不同的楔形以及直線表示分子的空間構型。
比如甲烷一般就有下面兩種表示方式。
對於傘形式而言,基本上就上面兩種表示方式,一種兩個在平面內,然後剩下的兩個基團一個朝向你,一個遠離你。另外一種是兩個基團朝向你,兩個基團遠離你。
絕對不可能出現三個直線,因為正四面體構型,不可能三個H和一個C同時共面。
接下來,把第二個的楔形全部換成直線,我們就得到了Fischer投影式。
在這裡面一定要注意對應關係,橫線上的基團是朝向你的,豎線上的基團是遠離你的。只要看到了Fischer投影式,那就要想到這一點。根據這個注意點,我們就可以很輕鬆地還原成傘形式。
那左邊的傘形式怎麼轉化成Fischer投影式呢?
我們從左下往右上看,那麼紅色的H就是朝向你的,藍色的H就是遠離你的,然後按照剛剛的規則來寫就可以了~
接下來鋸架式和Newman投影式,這兩個和傘形式,Fischer投影式有個最大的區別就是,傘形式,Fischer投影式有一個碳原子就可以畫出來,而鋸架式和Newman投影式這倆要求至少有兩個碳的化合物才可以。
那就來兩個碳的~
接下來,把這個立體透視式旋轉一定角度(一般小於90度),我們就得到了這個,
接下來,我們參考Fischer投影式那樣,把所有的楔形換成直線,恭喜你,畫出了鋸架式。
然後呢,我們繼續旋轉,90度,當兩個碳原子重疊的時候,我們就得到了這個。
應該是重疊的,但是為了更好地看出來,稍微有一點錯開。
接下來如果我們直接把楔形換成直線那就得到了這個。
如果都是黑色的,那就很難分辨哪個是哪個了,對吧?
所以要做一點區分,當把後面的那個碳表示成這樣的話
那就很容易地區分出誰在前誰在後了,恭喜你,成功地畫出來Newman投影式了~
在這裡要注意的一點是,傘形式中原本遠離你的基團,現在轉到了左邊,而原本朝向你的基團,現在轉到了右邊。
最後,傘形式怎麼轉化成Fischer投影式呢?
我們首先要把立體透視式轉到上面的這種樣子,一個重疊式,原因很簡單,因為只有這樣,我們從下往上看的時候,橫線上的基團是朝向你的,豎線上的基團是遠離你的。
把楔形全部換為直線,我們就得到了Fischer投影式。
最後,如果,我們把一些直線換成相應的楔形,然後逆著旋轉一定的角度,我們就可以得到傘形式。
以上就是由傘形式轉化成鋸架式,Newman投影式,Fischer投影式的方法~
“其實,如果手頭有一個乙烷的球棍模型,然後就沒有問題了~我猜的~”
參考資料:
1. 邢其毅,裴偉偉,徐瑞秋,裴堅。基礎有機化學(第四版),高等教育出版社。
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