博客嘉年华:Cope重排教会我的化学知识

注:为了庆祝2011年国际化学年，有一个博客嘉年华正在进行。这就是我的贡献。如果你看不懂结构细节，希望没有图片，故事会自己讲出来。你可以通过在Twitter上搜索#chemcarnival标签(JAA)找到其他条目

20世纪90年代中期的一天，在某所大学里，一位戴着眼镜、说话温和的有机化学教师在黑板上写下了这个反应。

“这叫Cope重排法，”教练说。“这是1,5-二烯的重排。”我懒洋洋地坐在教室的前排，老实说，我不明白这种反应有什么意义。对我来说，这看起来是有史以来最没用的变换:生成物和起始物质完全相同。这甚至连抽认卡都不值得。我不知道这个“无用的”转变给了我一个教训。

几年后，我在一个有机化学实验室做研究助理。我们收拾好行李，开车穿过城市去听一位著名有机化学教授的演讲。我做有机化学家已经有两周了，但我还不太懂。在介绍之后，讲师开始说:“我们刚刚发现了一种新的氧氧反应。现在，我知道你在想什么——“等一下——这些都不是利奥·帕奎特做的吗?”人群中爆发出哄堂大笑。杀伤他们!我不懂这个笑话，但我明白其中的含义:我现在是一个社区的一员，这里的每个人都说着同样的语言，拥有同样的背景知识，为了融入这个社区，我应该尽可能多地了解有机化学，这样我就能明白这些人到底在笑什么。我需要了解这个叫利奥·帕奎特的家伙。

几个月后，经过一些课程和大量阅读后，Cope重新编排的美妙之处对我来说变得越来越明显。我们在大学时得到的反馈反应很无聊，因为它们的末端是相同的，导致两个分子处于平衡状态的简并反应。Cope重排可以在有很多环应变的系统中找到用途，这意味着一种变体将受到青睐。

甚至有一种分子叫做Bullvalene它没有固定的结构:它花了永恒的时间来应对自己。野外。

特别有用的是氧- cope变体，其中一个氧被连接在1,5二烯的3位上。在这种情况下，重新排列会形成一个烯醇的互变异构酮．这给你大约7千卡/摩尔，足以推动平衡前进。oxy-Cope可以同时使用两个复杂的片段:您可以从alpha-beta不饱和片段开始酮，添加乙烯基对它进行格氏加热，然后你就完成了(像这样有氧气的版本阴离子速度特别快)。最酷的变化之一是当它与Diels-Alder反应相结合时，将双环系统转变为融合环。

几年来，我只在教科书和化学文献中读到过Cope重排。我知道这一切，但从来没有做过:就像我读过但从未品尝过的一种精致的葡萄酒。在我的博士项目进行了大约3年的时候，我正在研究一个奇怪的戒指系统，它的行为很奇怪。当我把它放在核磁共振管里过夜时，它的峰慢慢消失了，被新的峰所取代。整个过程叫“单分子重排”。长话短说，事实就是这样。

为了更多地了解这个过程，我用NMR测量了信号的积分。我得到了这张图。

我很难解释，把这些数字代入，得到这样一个漂亮的曲线，是一种多么美妙的感觉。我知道，我知道，这就是你应该为了得到单分子衰变，每个人都在gen chem学过。但要获得数据，将其放入曲线中，并从中得到半衰期，这是非常值得的。我在课本上读到的一些抽象的东西变得具体了——我没有遵循任何实验手册或程序。这是我收集的数据的自然模式。

我不认为任何讲座、实验部分、视频或鼓舞人心的讲师都能真正捕捉到这样的体验。这需要你自己去发现。Cope的重新排列让我明白，大自然运作的方式有一个美丽的秩序，我们可以通过记录和绘制我们的观察来揭示它。这也激发了我对有机化学的更多了解，这样我就不会被排挤在内部笑话之外。