[求助]向各位老师请教化学等价问题

li198357

一般说来，若两个相同基团可通过二次旋转轴互换，则它们无论在何种溶剂中均是化学等价的。若两个相同基团是通过对称面互换的。则它们在非手性溶
剂中是化学等价的，而在手性溶剂中则不是化学等价的。若不能通过以上两种对称操作互换的两相同基团，一般都不是化学等价的。
这段话怎么理解？？想了很多都是一知半解，请高手赐教。
我是这么理解的：
1.一般说来，若两个相同基团可通过二次旋转轴互换，则它们无论在何种溶剂中均是化学等价的。
这句话是说对于连接在一个碳上的两个氢，另外若有两个相同的两个基团或者原子连接到这个碳上则肯定是化学等价。
这个通过二次旋转轴能互换的，我觉得只有这一种情况不知道是不是还有其他的情况。就是在连接两个氢的碳上是否可以是不同的原子或者基团？？？？
2.若两个相同基团是通过对称面互换的。则它们在非手性溶剂中是化学等价的，而在手性溶剂中则不是化学等价的。
这句话说的是通过对称面互换，是不是说
⑴连接到这个碳上的两个原子不同.
⑵连接到这个碳上的基团不同的情况下，连接的基团是柔性基团不是刚性的？？
⑶连接到这个碳上的另外两个基团必须和这个碳共面才可以？

北冥有鱼

我是这么理解的：
1.一般说来，若两个相同基团可通过二次旋转轴互换，则它们无论在何种溶剂中均是化学等价的。
这句话是说对于连接在一个碳上的两个氢，另外若有两个相同的两个基团或者原子连接到这个碳上则肯定是化学等价。

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如二氯甲烷的二个氢。

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这个通过二次旋转轴能互换的，我觉得只有这一种情况不知道是不是还有其他的情况。就是在连接两个氢的碳上是否可以是不同的原子或者基团？？？？

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甲基上的三个氢总是全同氢。

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基团是通过对称面互换的。则它们在非手性溶剂中是化学等价的，而在手性溶剂中则不是化学等价的。
这句话说的是通过对称面互换，是不是说
⑴连接到这个碳上的两个原子不同.

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当然不同，这两个氢（这两个基团）为对映异构氢或对映异构基团。如果连接到这个碳原子的两个原子（或基团）是相同的，则这两个氢就是全同氢。

⑵连接到这个碳上的基团不同的情况下，连接的基团是柔性基团不是刚性的？？
⑶连接到这个碳上的另外两个基团必须和这个碳共面才可以？

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两个氢或两个基团有如下三种关系：全同，对映异构，差向异构。

如何判断或解释：将其中一个氢用同位素取代（或另一个基团如羧酸，甲基等的碳12用其同位素C13取代）如氘代，得到一个化合物。然后将另一个氢或基团如法炮制。然后比较所得的二个同位素取代的化合物是不是一样。

（1）如果是一样，

北冥有鱼

则所研究的化合物的两个氢或两个基团是全同的，二者化学等价。

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比如你将甲基的三个氢中任挑两个氢试试看，得到的是同一个东东。

将二氯甲烷的两个氢同上处理，雷同。

1，3，5-三甲基苯的三个甲基也是全同关系。所以全同并不拘限于某个碳上的两个氢。

 

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（2）如果得到的是一对对映异构体，左右手关系，或说不能重叠的镜像关系，则这两个氢或基团关系称为对映异构关系，也称为前手性或假手性。二者在非手性溶剂中化学等价，在手性溶剂中化学不等价。如最简单的氨基酸H2N-CH2-COOH glycine中的两个连在同一个碳上的两个氢。

 

（3）如果以上二者都不是，则称为差向异构。如苯丙氨酸PH-CH2-CHCOOH（NH2）上连接在同一个碳上的两个氢，其旁有一个手性碳。这两个氢化学不等价，由于同碳偶合及旁边还有一个氢，所以每个氢理论上都是dd四重峰。有个刚刚发了个贴，400MHz做的苯丙氨酸的氢谱。链接如下。

1 o9 H' _4 Y3 C/ F

 

北冥有鱼

http://www.nmrbbs.cn/dispbbs.asp?boardid=43&Id=4816

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还有如氨基酸（CH3）2CH-CH（COOH）-NH2 valine的两个甲基，氢谱中两个甲基双峰，碳谱中则是两个可以区分的碳。都是很好的讲述对映异构、差向异构的好例子。

北冥有鱼

以下是引用li198357在2009-6-2 23:10:50的发言：
⑵连接到这个碳上的基团不同的情况下，连接的基团是柔性基团不是刚性的？？
⑶连接到这个碳上的另外两个基团必须和这个碳共面才可以？

4 o( z5 a' \0 L3 ~, {: E' A! n# [

再加到楼主的问题。

5 m# ~1 ~: a+ W0 [7 G

 

那个苯丙氨酸的两个氢真的不等价吗？通过碳碳单键的快速旋转，这二个氢所处的化学环境不是均一化了么，那不就是“你有我有全都有”，差不多，扯平了嘛，那为什么不等价呢？

 

6 p! @7 `* [5 k- {

如果你有此疑问，很好。那你要画Newman投影式比较（貌似一样，其实不一样，似是而非），或者看看参考虑书。

北冥有鱼

1 valine

2 旋转受限

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3 虽然分子整体非手性，但CH2仍为差向异构

% g! b. v P2 P# t M+ B- |' s; i

4 类似于3，但此CH2孤立，呈ABq.

! R; W0 s1 L* r8 a. A# B

! D0 x: D" U+ L

 

北冥有鱼

one more.

小虎子_vip

新手，学习了！

he003

谢谢北冥老师，在脑子里一直模糊的东西今天终于清晰了，豁然开朗的感觉！

; t+ } _" t/ J0 |/ c' D4 r

再次感谢！