Ｆｉｓｈｃｈｅｒ投影式和Ｎｅｗｍａｎｎ投影式的互換方法及其應(yīng)用

黃艷仙　黃　敏

[摘要]本文舉例介紹了Fishcher投影式和Newmann投影式二者相互轉(zhuǎn)換的簡易方法及其在立體化學(xué)中判斷構(gòu)象間相互關(guān)系、理解反應(yīng)機(jī)理等方面的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]Fishcher投影式Newrmnn投影式轉(zhuǎn)換立體化學(xué)

立體化學(xué)是有機(jī)化學(xué)的一個重要組成部分，在基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)教學(xué)中，立體化學(xué)是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。在討論立體化學(xué)問題時，有時須兼及分子的構(gòu)型和構(gòu)象的兩個方面，要求學(xué)生能熟練地轉(zhuǎn)換Fishcher投影式和Newmann投影式。構(gòu)象用Newmann投影式表示，而手性分子用Fishcher投影式

即當(dāng)Newmann投影式豎鍵垂直向上時。則前方向上的原子放在Fishcher投影式豎線的上方；當(dāng)Newmann投影式豎鍵垂直向下時。則前方向下的原子放在Fishcher投影式豎線的下方。即：

2、由Fishcher投影式轉(zhuǎn)換為Newmann投影式

由Fishcher投影式轉(zhuǎn)換為Newmann投影式時，則如上文所述反之即可。

例2：將下列所示的Fishcher投影式轉(zhuǎn)換為Newmann投影式。表示，兩者之間該怎樣互換，這是學(xué)生較難把握的問題。本文結(jié)合教學(xué)實踐，介紹了Fishcher投影式和Newmann投影式二者相互轉(zhuǎn)換的簡易方法，并通過舉例說明其在立體化學(xué)中的應(yīng)用。

一、Fishcher投影式和Newmann投影式的互換方法

1、由Newmann投影式轉(zhuǎn)換為Fishcher投影式

根據(jù)Fishcher投影式的投影規(guī)則，F(xiàn)ishcher投影式描述的立體構(gòu)象都是Newmann投影式的重疊式構(gòu)象，因此。在由New-mann投影式轉(zhuǎn)換為Fishcher投影式的過程中，當(dāng)Newnmnn投影式為交叉式構(gòu)象時，須將交叉式構(gòu)象轉(zhuǎn)換為重疊式構(gòu)象。

例1：將下列所示的Newmann投影式轉(zhuǎn)換為Fishcher投影式。

解：按題意，由于乙炔基在Newmann投影式的前方，因而先把Fishcher投影式轉(zhuǎn)換為豎鍵向上的重疊式Newmann投影式，然后再按題意旋轉(zhuǎn)為交叉式。如下：

二、在立體化學(xué)中的應(yīng)用

1、判斷構(gòu)象間的相互關(guān)系

例3：下列四個Newmann投影式表示的化合物，哪些是對映體?哪些是非對映?哪些是同一化合物的不同構(gòu)象?

最簡便的方法就是對手性碳原子構(gòu)型進(jìn)行R／S標(biāo)記，然后根據(jù)每個手性碳原子的構(gòu)型得出結(jié)論。但對于剛接觸立體化學(xué)的學(xué)生來說。直接從Newmann投影式進(jìn)行R／S標(biāo)記，顯得非常困難，若先將上述四種Newmann投影

式按本文介紹的方法轉(zhuǎn)換為Fishcher投影式，再用R／S的簡便識別法(在Fishcher投影式中，當(dāng)最小基團(tuán)處于豎鍵時，其他三個基團(tuán)由大到小進(jìn)行排列，順時針是R構(gòu)型，逆時針是s構(gòu)型；當(dāng)最小基團(tuán)處于橫鍵上時。逆時針為R構(gòu)型。順時針為s構(gòu)型)進(jìn)行R／S標(biāo)記，則能使學(xué)生較快掌握從Newmann投影式判斷分子間關(guān)系的問題。

通過R／S標(biāo)記就能很容易判斷分子間關(guān)系：(1)與(2)為非對映體，(1)與(3)為對映體，(1)與(4)為非對映體，(2)與(4)為同一化合物的不同構(gòu)象。

通過上述轉(zhuǎn)換，能使學(xué)生較快理解和掌握分子的構(gòu)象與構(gòu)型二者間的區(qū)別和聯(lián)系。

2、理解反應(yīng)機(jī)理

利用上述轉(zhuǎn)換方法，還可幫助學(xué)生理解烯烴的親電加成反應(yīng)、鹵代烴與醇的消除反應(yīng)的立體化學(xué)。

烯烴加溴的反應(yīng)機(jī)理是反式加成。由實驗得知，順-2-丁烯與溴加成，產(chǎn)物是一對對映體。

若從生成的兩個透視式直接判斷分子間的關(guān)系，學(xué)生感到比較困難，若按上述轉(zhuǎn)換方法。則學(xué)生易于判斷。

通過對產(chǎn)物進(jìn)行R／S標(biāo)記。就能容易判斷產(chǎn)物是一對對映體。

同理，反－2-丁烯與溴的加成產(chǎn)物(2R,3S)－2,3-二溴丁烷，通過上述轉(zhuǎn)換就能快速判斷出是內(nèi)消旋體。

例4：寫出下列反應(yīng)的主要產(chǎn)物的立體結(jié)構(gòu)：

解：實驗表明，在按E2機(jī)理進(jìn)行的消除反應(yīng)中，一般發(fā)生反式消除。因而先將上述Fishcher投影式轉(zhuǎn)換為兩個離去基團(tuán)彼此處于反式共平面的Newrnarm投影式。這樣，可顯而易見地得出答案。綜上所述，本文介紹的方法一目了然，學(xué)生易于理解和掌握。教學(xué)實踐證明。學(xué)生通過深入學(xué)習(xí)后在腦海中不僅能完成轉(zhuǎn)換過程，而且能快速寫出相應(yīng)的投影式并靈活應(yīng)用，從而使立體想象能力和思維能力均得到加強(qiáng)。