Spring 2019 Organic Chemistry and Laboratory 有機化學及實驗

6/16 公布初步成績 (不含加分作業)。
------------------------------
評分方式：
1. 點名 (10%)：從配合學校政策第一周開始點名，預計十二次，每次加一分，直到十分。但
出席未滿六次，學期總成績將會不及格。(後續才加選的同學，將會補足 12 點名)
2. 主要考試 (80%)：暫定 5/20 開始考，open book/computer/cell phone, but no talking/communication---------------- 最新 更正，我們以作業取代考試
3. 加分作業 (10%)：實作與實驗心得報告：心得報告 (10%)


課本：
有機化學（第三版）   出版日：2016/9/1   書號：B259e3
作者：曹文正 黃秉炘 呂卦南
ISBN：978-986-430-175-1    總頁數：286      定價：500 元

★★20190522 公布學期作業，佔 80%  (下載作業)及點名情況，是及格與否的關鍵。
請列印本作業，手寫後，在課堂上交回紙本，最晚6/05 周三 1700交到系辦阿原，
的抽屜。補充：超過這時間視為遲交，分數會打折。
 不耽誤大家的端午假期。預計 6/11 前公布成績
★ 20190529 下載加分作業，佔 10%，加分用，與及格與否無關。
請列印加分作業，手寫後，在課堂上交回紙本，最晚6/18 周二課程最後一天中午前 (我們沒有期末考，照常上課) 交給阿原，或是放到系辦的抽屜。祝大家有個美好的暑假！

如果用幾句話來形容有機化學這門課，阿原會這樣說
1.  從微觀的理論於原理，解釋巨觀的現象
2.  希望可以預測
3.  希望可以設計
所以一般的有機化學，會有很多微觀層次的學理與原理 (例如氫鍵、化學結構、反應等)，來解釋巨觀的現象 (例如長鍊脂肪酸的凝固點與沸點比短鍊脂肪酸來的高。)

阿原認為，有機化學這門課，對各位的重要性  職業安全 > 生活安全 > 升學考照

食品添加物使用範圍及限量暨規格標準_整合查詢服務
(除了查詢，也可以下載 excel 檔)
----上過 CH05 立體化學，現在就看得懂有 D form 胺基酸， L form 胺基酸，還有 DL-Serine；dl-α-Tocopherol

香茅醇    Citronellol    香茅醛    Citronellal
dl-薄荷腦    dl-Menthol    l-薄荷腦    l-Menthol
酒石酸甘油酯    Mono- and Diglycerides, Tartrated
乳酸甘油酯    Mono- and Diglycerides, Lactated


食品營養成分資料庫(新版)
裏面有不少，在有機、生化、食化學到的觀念
建議下載 Excel 檔
本文件




1. 學期作業依照原始分數分為
≧ 90 ---- A (80)
≧ 80 ---- B (75)
≧ 75 ---- C (70)
≧ 70 ---- D (67)
≧ 60 ---- E (63)
≧ 50 ---- F (60)
≧ 其他--- G (55)


到 6/18 出席次數
(最高10分)
交作業
作業
原始成績
作業換算
成績 (80分)
加分作業
(10分)
1
B10427024

1
X
X

x
2
B10527055

7
O
60
E
4
3
B10527063

7
O
40
G
4
4
B10627036

期中實習
#
86
特殊 B
x
5
B10727002

9
O
29
G
x
6
B10727003

11
O
96
A
4
7
B10727004

11
O
69
E
9
8
B10727005

10
O
64
E
4
9
B10727006

11
O
65
E
4
10
B10727007

10
O
70
D
x
11
B10727009

11
O
62
E
x
12
B10727010

10
O
70
D
x
13
B10727011

10
O
75
C
4
14
B10727012

10
O
81
B
4
15
B10727013

11
O
85
B
x
16
B10727014

10
O
80
B
4
17
B10727015

11
O
69
E
x
18
B10727016

10
O
70
D
x
19
B10727018

10
O
71
D
x
20
B10727019

11
O
85
B
4
21
B10727020

11
O
76
C
6
22
B10727027

10
O
80
B
5
23
B10727028

10
O
84
B
5
24
B10727029

0
X
x

x
25
B10727032

3
X
x

x
26
B10727034

6
O
74
D
4
27
B10727035

8
O
70
D
x
28
B10727036

11
O
60
E
x
29
B10727038

11
O
72
D
x
30
B10727040

10
X
x
補交OK
x
31
B10727042

0
X
x

x
32
B10727043

6
X
x
補交OK
3
33
B10727048

11
O
80
B
x
34
B10727049

10
O
74
D
4
35
B10727050

10
O
50
F
5
36
B10727051

10
O
80
B
x
37
B10727052

11
O
75
C
5
38
B10727053

11
O
94
A
4
39
B10727054

10
O
60
E
x
40
B10727055

10
O
85
B
4
41
B10727057

10
O
55
F
x
42
B10727058

11
O
80
B
x
43
B10727059

9
O
70
D
x
44
B10727060

11
O
85
B
4
45
B10727062

11
O
85
B
x
46
B10727063

11
O
80
B
4
47
B10727065

11
O
105
A
6
48
B10727066

10
O
100
A
4
49
C10534043

11
X
x
補交OK
x
50
S10727001

11
O
75
C
4



1. 學期作業依照原始分數分為
≧ 90 ---- A (80)
≧ 80 ---- B (75)
≧ 75 ---- C (70)
≧ 70 ---- D (67)
≧ 60 ---- E (63)
≧ 50 ---- F (60)
≧ 其他--- G (55)
2出席部份最高 10 分
3. 紅色部份已經沒有辦法，黃色部份請在 6/21 周五前補交作業，雖遲交，還有機會及格。
4. 將在 6/18 課堂上 (我們沒有期末考，照常上課) 發回作業，歡迎討論。

交作業
作業換算成績
到 6/11 出席次數
1
B10427024
X

1
2
B10527055
O
E
7
3
B10527063
O
G
7
4
B10627036
#
#
實習。2
5
B10727002
O
G
8
6
B10727003
O
A
11
7
B10727004
O
E
11
8
B10727005
O
E
10
9
B10727006
O
E
11
10
B10727007
O
D
10
11
B10727009
O
E
11
12
B10727010
O
D
9
13
B10727011
O
C
10
14
B10727012
O
B
10
15
B10727013
O
B
11
16
B10727014
O
B
10
17
B10727015
O
E
11
18
B10727016
O
D
10
19
B10727018
O
D
10
20
B10727019
O
B
11
21
B10727020
O
C
11
22
B10727027
O
B
10
23
B10727028
O
B
10
24
B10727029
X
X
0
25
B10727032
X
X
3
26
B10727034
O
D
6
27
B10727035
O
D
8
28
B10727036
O
E
11
29
B10727038
O
D
11
30
B10727040
X
X
10
31
B10727042
X
X
0
32
B10727043
X
X
6
33
B10727048
O
B
11
34
B10727049
O
D
10
35
B10727050
O
F
9
36
B10727051
O
B
10
37
B10727052
O
C
11
38
B10727053
O
A
11
39
B10727054
O
E
10
40
B10727055
O
B
10
41
B10727057
O
F
9
42
B10727058
O
B
11
43
B10727059
O
D
9
44
B10727060
O
B
11
45
B10727062
O
B
11
46
B10727063
O
B
11
47
B10727065
O
A
11
48
B10727066
O
A
10
49
C10534043
X
X
11
50
S10727001
O
C
11



有機化學 6/10 更新資料   橘色部份，以達六次出席，但尚未繳交作業。請在 6/18 1200 前繳交，以遲交計算。若超過時間未交，則無分數。

交作業
累積到 6/04出席次數
1
B10427024
X
1
2
B10527055
O
7
3
B10527063
O
7
4
B10627036
#
期中實習。1
5
B10727002
O
7
6
B10727003
O
11
7
B10727004
O
11
8
B10727005
O
10
9
B10727006
O
11
10
B10727007
O
10
11
B10727009
O
11
12
B10727010
O
9
13
B10727011
O
10
14
B10727012
O
10
15
B10727013
O
11
16
B10727014
O
9
17
B10727015
O
11
18
B10727016
O
10
19
B10727018
O
10
20
B10727019
O
11
21
B10727020
O
11
22
B10727027
O
10
23
B10727028
O
10
24
B10727029
X
0
25
B10727032
X
3
26
B10727034
O
6
27
B10727035
O
8
28
B10727036
O
11
29
B10727038
O
11
30
B10727040
X
10
31
B10727042
X
0
32
B10727043
X
6
33
B10727048
O
11
34
B10727049
O
10
35
B10727050
O
8
36
B10727051
O
10
37
B10727052
O
11
38
B10727053
O
11
39
B10727054
O
10
40
B10727055
O
10
41
B10727057
O
8
42
B10727058
O
11
43
B10727059
O
9
44
B10727060
O
11
45
B10727062
O
11
46
B10727063
O
11
47
B10727065
O
11
48
B10727066
O
10
49
C10534043
X
11
50
S10727001
O
11





20190517 公布點名結果
黃色的部份，世上未達到六次的及格要求，請在後續的上課時間找阿原點名，直到滿六次。

1
B10427024

1
2
B10527055

6
3
B10527063

5
4
B10627036

0
5
B10727002

5
6
B10727003

11
7
B10727004

11
8
B10727005

10
9
B10727006

11
10
B10727007

9
11
B10727009

11
12
B10727010

7
13
B10727011

10
14
B10727012

10
15
B10727013

11
16
B10727014

8
17
B10727015

11
18
B10727016

9
19
B10727018

10
20
B10727019

11
21
B10727020

11
22
B10727027

9
23
B10727028

10
24
B10727029

0
25
B10727032

3
26
B10727034

5
27
B10727035

7
28
B10727036

11
29
B10727038

11
30
B10727040

10
31
B10727042

0
32
B10727043

6
33
B10727048

11
34
B10727049

10
35
B10727050

7
36
B10727051

10
37
B10727052

11
38
B10727053

11
39
B10727054

9
40
B10727055

10
41
B10727057

6
42
B10727058

11
43
B10727059

8
44
B10727060

11
45
B10727062

11
46
B10727063

11
47
B10727065

11
48
B10727066

10
49
C10534043

11
50
S10727001

11



本文件
阿原把課堂上，幫大家補充的筆記 (不含化學式) 寫在這裡，方便大家抄寫。


化學軟體

##電腦軟體
*化學立體分子繪圖軟體 Avogadro (開放原始碼，合法免費下載)(阿原在 2009 年翻譯)
*化學平面分子繪圖軟體 BKchem (開放原始碼，合法免費下載)(阿原在 2007 年翻譯)


*在 Chrome 瀏覽器上的外掛 MolView (開放原始碼)
*網頁上觀看有機分子立體圖形 
 The Chemical Structures Project - SourceForge (開放原始碼，合法免費下載)(阿原及兩位伙伴，在 2008 年翻譯)



*網頁版本 Pubchem (沒有版權。阿原常說這是知名 Pubmed 的弟弟) 功能非常強大，可以從化學物質，與 Pubmed 資料庫連線，查出該物質的相關論文研究資料。(相關介紹 PubChem - 維基百科)
*線上繪圖 PubChem Sketcher
(手機的瀏覽器可以使用，但是不好操作，還是在電腦上比較好操作)

##手機 APPs
Android:
*Chemspider  (知名的資料庫)
 全英文介面，可以搜尋分子
* Molecular contructor
  (持續整理中)

2D 分子圖，可以使用螢幕擷取軟體或是 滑鼠右鍵，使用 Firefox 的擷取功能 (沒有去背)，另存 png　　　　或是 molview.org 可以另存 png (去背)


本次課程是之後部份課程的基礎，尤其是生化與食化，所以這次課程的補充資料，預期事後會用到的用

生化：Biochemistry, 9ed 偉明圖書代理 (前一版 第八版之網頁)

食化：華格那出版社 (書碼:FB40-3/書名:食品化學 三版)



阿原補充筆記與分子立體圖、平面圖
*烴 hydrocarbon (烴，讀成 ㄑㄧㄥ [氫] ，但阿原習慣讀成 "聽")
(烴 - 教育百科 - 教育雲   由碳、氫兩種元素組成的有機化合物。主要從石油、天然氣、植物中分離，或由天然存在的烴類合成。為石化工業中製造塑膠、橡膠與合成纖維等的重要原料 )


*羥基 hydroxy group (讀成 ㄑㄧㄤˇ  [搶]， 但阿原習慣讀成 "槍")
(羥基 - 教育百科 - 教育雲  含有氫氧基的有機化合物)

*羧 carboxy group (讀成 ㄗㄨㄟ ，但阿原習慣讀成 "梭")
(羧基 - 教育百科 - 教育雲   羧酸分子(R-COOH)中的功能團。以-COOH表示。是由羰基>C=O和羥基-OH組成的一價原子團。例如醋酸CH3-COOH、苯甲酸C6H5-COOH。  )

*羰 carbonyl group (讀成 ㄊㄢˋ[碳]，但阿原習慣讀成 "湯")(羰基 - 教育百科 - 教育雲化學上指由一個碳原子和一個氧原子組成，帶有一個雙鍵的基（C＝O）。)




補充用的表格 (google office)，有些筆記使用 google office 製成表格後貼到這裡，比使用 blogger 更容易編輯。


Wikipedia

IUPAC有機物命名法 (但是英文版的比較詳細)
IUPAC nomenclature of organic chemistry


Ch01 有機化學概論-------------


p4
電負度，想背可以背，但是未來生化只會遇到兩個：-OH   and  -NH2   這兩個跟形成氫鍵有關

這類帶電，一般存在水溶液中，在有機溶劑中不易發生
對生化重要的點：帶電的官能基     --COOH, --COO-   胺基 --NH2   --NH3+
對蛋白質結構很重要

p5
氮分子之間有3個鍵，要打斷，要花很多能量，牽涉到無機氮固氮問題。1903 發明哈柏法製氨
(Haber process)，後續改進製程肥料、農業生產

p7
一般電中性時，氮原子有 一個未鍵結電子對 (兔耳朵)
一般電中性時，氧原子有  兩個未鍵結電子對  (兔耳朵)
一般電中性時，碳原子沒有  兔耳朵。
Q: 碳相接的四個 Br   個別會有多少個兔耳朵？



p8 
1-3 有機化合物表示法，課本寫的很多，有點難度，阿原分享幾個心得，可以簡單背下來



組別
元素
電中性時
幾隻手？
(鍵數)
電中性時幾個
未鍵結電子對
(兔耳朵)
4A
C
4
0
5A
N
3
1
6A
O
2
2
7A
Cl
1
3
1A
H
1
x

有沒有發現，除了 H，第幾組加上幾隻手，都是 8，其實就是八隅體的規則
阿原習慣把兩個原子之間的共價鍵稱作手，把未鍵結電子對稱作兔耳朵。

怎麼算兔耳朵？ (下列的方法可以算出多數的情況，極少數例外要另外背)
氮： 5A 族，外圍 5 個電子，需要多 3 個電子才能形成八隅體，因此會有 3 隻手 (鍵)

外圍 5 電子 - 3 個用在接手 = 2 個電子，就是一對兔耳朵

氧： 6A 族，外圍 6 個電子，需要多 2 個電子才能形成八隅體，因此會有 2 隻手 (鍵)
外圍 6 電子 - 2 個用在接手 = 4 個電子，就是兩對兔耳朵
兔耳朵重要嗎？
兔耳朵與氫鍵大有關係，在蛋白質二級結構，在 DNA 中的 AT 與 CG 配對就是靠氫鍵，
各位認為重不重要？


p9
單元 1-3 有三個例題，我們看看練習就好，其實日後不怎麼會用到，遇到了，回頭來查就好。

p10
例題一 NH3

阿原不喜歡課本這樣的作法，太複雜了。 (所以有 p8 的口訣)，把簡單的事情複雜化而且已經知道是 NH3, 還需要多做什麼嗎？
要能預測 N 可以跟幾個 H 接，才有意義就是這個未鍵結電子對，跟形成氫鍵有關

NH3 (氣體氨) 可以單獨存在
NH4+ (阿原叫它 金-安 離子，在水溶液
中可以單獨存在，有點像 K+, Na+)


p11 例題二   OH-
此時 OH- 有三組   未鍵結電子對，  跑掉 H+ 不帶走電子，使原來的鍵變成第三個兔耳朵。


這裡有些分子不是電中性，所以兔耳朵的情況不同
符號
名稱
幾隻手
兔耳朵
說明
OH-
hydroxide 氫氧根
1
2+1
鹼性，可以想成是 H2O 解離成 H+ 以及  OH-。H+ 離開不帶走電子，總電子數沒有改變。
OH
---
---
---
無法單獨存在    
—OH
hydroxy group 羥基/
氫氧基，經常接在碳上
2
2
有機化學重要的角色
H2O
water 水
2
2
啊就是水
H3O+
2,  3?
1
H+ 的另一種表示法。一個兔耳朵吸引H+而形成，總電子數沒有增加


p13
例題三  NO3-
N 的化合物，在電中性時，只有三隻手
現在有些例外，成為帶電離子組團，會有修正
但是還是八隅體
NO3-  硝酸根離子，帶一個負電


這規則要記下來 (多用就會記得) 未來在生化及食化都會用到
例如 脂肪酸的寫法  (生化 Ch08)， 核酸  (生化 Ch09) 的結構  等


p14 
構成一個有機分子，主要是共價鍵現在討論分子與分子之間的交互作用


p15 圖 1-4
請教，下方兩個蛋白質的圖，是否有 F, Cl 原子？
所以生化中，最重要的氫鍵  是 --OH,   --NH2


p16
1. 這幾類的反應，可以跟未來生化，酵素依照反應類型分為六大類做對照
2.  這些反應，與生化的代謝有關，


p18
圖 1-9
環狀無雙鍵結構，後續葡萄糖的構造還有立體的形狀
有苯環結構，
1.  多數有毒
2.  食品衛生課程，
加工過程高溫產生有害物質

圖1-10
1. 核酸的結構是雜環 (生化 Ch09)
2.  實驗室、工廠，這類可能有毒
3.  食品加熱可能產生的有害物
(大四食品衛生課程)

規則：轉折點是碳，氫不寫出來

p19

阿原提醒這裡的發音，請參考 m-w.com 韋氏字典的發音。


生化 Ch03
每個胺基酸 (單體)
alpha 碳有四隻手，其中
1. 一個接胺基
2. 一個接羧基
3. 一個接氫---這是共同的基礎結構
但是，還有第四隻手可以接，因此，
各位要背的就是第四隻手。  我們來看生化 Ch03

保暖布料聚酯纖維  polyester
丙烯醯胺 Acrylamide


  Ch02 飽和脂防烴----------------

p24
飽和的相反，就是不飽和，
例如不飽和脂肪酸，在生化、食化都會學到

表 2-1
不同碳數的烷，中英文名稱與發音



p26
花生四烯酸
arachidonic acid
Eicosatetraenoic acid

魚油中的 EPA
C20:5 二十碳五烯酸
Eicosapentaenoic acid

魚油中的 DHA
二十二碳六烯酸
C22:6
yl 台灣腔讀成  ee-l    美國腔讀成 al

生化最常遇到   acetyl-CoA
台灣腔 a-say-tee-l
美國腔 a-see-tal

p27
台灣腔、美國腔，兩種都要學會   才能見人說人話，見OO說OO話

表示最長碳鍊有 6 個碳，進行編號，其中 2 號碳上有個甲基

編號原則: 讓取代基號碼最小  所以不是  5-methylhexane

考題常會惡整人，讓人誤判主碳鍊而少算一個碳

如果算成主碳鍊有六，一個乙基，就是被騙
這是主碳鍊 七，一個甲基


p28
有兩個位置出現取代基，此時要決定
碳鍊如何編號，取位置編號總和最小

決定了碳鍊的編號，再來排序，決定取代基先後出現的順序


p29
表 2-3   ★至少背 1 ~ 6


p33, 34
乙烷兩個碳原子旋轉後的幾個構型，我們透過 molview.org 的立體圖來看




 https://embed.molview.org/v1/?mode=balls&cid=6324

也可以透過網頁的介面，看到分子的質譜圖與 IR 圖，也可以連線到 NIST 的化學資料。




p36

這是很基本的合成反應，在有機、藥學領域的合成很重要，但是未來遇到的機會不大
碳上的氫下來，換一個鹵素上去　(置換)

**三氯甲烷，俗稱氯仿。四氯甲烷，俗稱四氯化碳，例如健康食品法提到使用四氯化碳，讓老鼠爆肝。服用健康食品，看看是否可以恢復正常



1.  記得，未來職場遇到有機鹵化物，可能有毒一定要提高警覺，先查過安全資料表 (SDS，勞動部)或是網路資料，了解其毒性與處理方式
2.  自來水加氯消毒，因此會產生致癌的鹵化物。也因此部份電熱水瓶強調煮沸 5 min
或是過濾器，可以濾掉水中的氯。但是，食品衛生強調水中餘氯要夠 (環保署規定，一般 1 ppm, 天災 2 ppm)

p37
台灣有一輕到六輕，就是第一到第六套輕油裂解廠

裂解的產物成為許多工業的原料

p38
生化會提到不少脫氫反應，生物的脫氫反應，是靠酵素催化的



 Ch03 不飽和脂防烴----------------

p42
potassium sorbate 己二烯酸鉀己二烯酸  是常見的防腐劑，各位每天都可能吃到結構上就是六個碳，兩個烯，一個酸
圖片取自 wikipedia Sorbic acid


p43
sigma (σ) bond 能量比較強
π bond 相對弱，電子相對容易被影響，例如照射紫外線，會影響雙鍵
例如 DNA 的 TT dimer 突變

相對，有複雜雙鍵的化合物，容易有色彩，例如花青素、胡蘿蔔素等

這裡提到 sp2 軌域是平面分子，這觀念將會延伸到
1.  胺基酸構成蛋白質時的二級結構，
2. 核酸 ATCG, U  就是由碳與氮原子組成的 "雜環"，配合 C=O 都是在平面，與 DNA 雙股之間的氫鍵有關    　生化 Ch09, p240 fig 9.1 
 我們來看一小段 DNA 的立體圖形，就會看到 AT, CG 配對的情況，這些核酸分子上的原子，都是在同一個平面上在此先幫大家預先暖身
5CJY
https://www.rcsb.org/pdb/explore/jmol.do?structureId=5cjy&bionumber=1&jmolMode=HTML5


p44


記得，手畫的化學式烷類與烯類很像，差在單鍵與雙鍵

事實上，我們知道，分子的形狀已經改變看網頁的立體圖




http://molview.org/?cid=20406458



https://embed.molview.org/v1/?mode=balls&cid=20406458
可旋轉的立體圖


提前幫大家預習：不飽和脂肪酸的命名　　
有機化學命名法： COOH 視為 一號碳  起算
生物學命名法：反過來，所以有 omega 3, omega 6 的

相對來說，胺基酸的 COOh 是一號但沒錯，但是 二號碳，叫作 α (alpha)
才是胺基酸的大哥大


p45

重要補充資料：
1. 食化會說明反式脂肪酸的問題，
2. 台灣地區食品營養成份資料庫
如何判讀脂肪酸的成份
3. 生化的脂肪酸結構 Ch08

未來，在營養學，會學到必需脂肪酸


Wikipedia:  E–Z notation


E, Z 的規則，有概念就好，後續用到的不多，多數雙鍵異構物，多數還是使用 cis, trans 來表示。若忘記 E, Z，可以回頭來查課本

寫英文化學名時，若是打字，E 及 Z 需要斜體 (跟生物學名一樣的概念)，用小括號包起來。

p46

P47
Wikipedia: trans fat

歷史：
1. 1890 年代，Paul Sabatier 發展氫化反應，獲得 1912 年的諾貝爾獎
2. 1901 年，德國化學家 Wilhelm Normann 對植物油進行氫化 (1902 獲得專利)
3. 直到1960 年代，美國才大量生產氫化植物油
4. 科學證據越來越多，在 2000 年代，各國先後要求要標示，後禁止。
5. 台灣的食品法規，2018-07 全面禁用反式脂肪 (沒有禁用全氫化植物油化)


這裡跟 p36, Ch2-3 的烷類與鹵素反應不同，那是鹵素上去，氫下來
這裡是 C=C 放開一隻手，各自接上鹵素

p48
虛線的鍵，表示遠離觀察者
實線的三角，表示靠向觀察者



http://molview.org/?smiles=C([H])([H])1C([H])([H])C([H])=C([H])C([H])([H])C1([H])[H].C([H])([H])1C([H])([H])[C@@]([H])(Br)[C@@]([H])(Br)C([H])([H])C1([H])[H]
網頁中，電腦沒有計算好，應該把兩個 Br 放到不同的位置


這類加成反應，會在兩側，請看阿原示範：
阿原與男同學雙手牽著，有如 C=C
放開一手，各自牽一個朋友，
會有兩種情況
1. 同側：比較擠
2. 不同側：舒服多了

例題 3-4
(A)  環境中只有 Br2 ，所以雙鍵加成，都是 Br
(B) 此時有 Br 有水，先加一個 Br+, 上去，此時 H2O 斷成兩截，OH- 接上第二個位置。
一號與二號碳上有雙鍵   會進行加成反應，一個接上 Br, 一個接上 OH


p49
阿原問：
課本給的答案， Br 接的一號碳，難道不會接到二號碳嗎？
(幾個胖子擠進小車)
---->Br 比 OH 大很多，偏好在一號碳

如果只想到擁擠的程度
就會誤判
因為先加陽 (H+)
後加陰 (Br-)

而氫加在氫多的碳上
所以  H+ 選擇一號碳

後加陰，Br- 只能去擠二號碳


ch01, p4電負度
Br 2.8
H 2.1 所以Br 偏負


p50
這裡的紅色箭頭，是電子去打
箭頭的起點是電子     末端是指向正電或是部份正電

也可以是單電子

1. 先加陽，氫加在氫多的碳上，一號碳
水溶液中，氫離子   是以 H3O+ 存在   剛好靠過去雙鍵

2. 後加陰，兔耳朵視同陰    氧的兔耳朵去打正電離子
中間體的分子帶正電   因此 H3O+ 不易接近    H2O 電中性可以接近

3.  H 離開，不帶走電子，是 H+ 被旁邊的水，氧上的兔耳朵吸引，形成 H3O+

這些很細節的東西，叫作反應步驟 (mechanisms )
是一般我們常見淨反應，列出所有細節


p52
例題 3-5
阿原口訣：雙鍵加成反應，雙鍵電子多，先吸引陽，後接上陰

(A)
H2SO4 是強酸
怎麼不是生成醇？不是在水中


(B)
口訣 A 先陽後陰
口訣 B 氫加在氫多的碳上   我們來練習看看    先編號碳鍊

(C)
--------------
ch01, p4電負度
B 2.0
H 2.1 所以Br 偏正，但只有一點點

這個中間體的分子與前方的不同
那個是先吸陽，行程陽離子中間體
這中間體不帶電

p53

氧化還原反應的觀念很重要，但是考題不難，除了
有機 Ch7-2, 7-4, 7-6 Ch8 等單元會提到，
而且連動到 1. 生化的代謝反應
(例如葡萄糖代謝成 CO2, 會放出能量給生物體用，就是碳的氧化反應)
(動物/植物有多的能量，轉成脂肪/澱粉存放，就是碳的還原反應)
2.  食品微生物，酒遇到醋酸菌及空氣，會氧化成醋
3. 食品化學有更多氧化還原的反應。
所以我們先花一段時間認識氧化還原反應 (阿原查過，大一化學課本
沒有針對氧化還原反應解說)
請看阿原另外準備的補充資料 (網頁)


給食品營養科系學生的補充資料：化學中的氧化還原反應

p54

也就是這個分子總共提升 8 個氧化數，另外的人，KMnO4 則是還原
(這是示意化學式，係數尚未平衡)

也就是這個分子總共提升 8 個氧化數，另外的人，KMnO4 降低  8 個氧化數

MnO4-, Mn = +7
MnO2, Mn = +4
也就是一個反應   Mn 還原三個氧化數    而對方提升三個氧化數

想像成，一刀兩斷，切開 C=C  變成  C=O  + C=O


p55
複習一下這個分子命名

Ch 2-3 烷類的化學反應    p36 ~

p56

NBS
N-Bromosuccinimide
N-溴代丁二醯亞胺


比較：到此為止，課本  請見 Ch04, p84 的圖，說明，苯環雖然有三個碳碳雙鍵，但是反應的性質跟一般碳碳雙鍵不同，同樣的反應物與條件，沒有發生氫化、加成、氧化等反應

p57
炔 (讀成：決/絕)

p58
我們來看舊式
飛機的照片


p59
我們看到工業上使用乙炔火焰切割，其實鋼瓶內裝有丙酮以溶解乙炔

p61
Li, 1A 族，外圍一個電子

單電子自由基           H 部份正電，被碳的兔耳朵吸引        H-N 鍵斷開    
一般情況，碳不會有兔耳朵。但是在反應過渡期，碳有一個兔耳朵，不過時間極短

p62


丙烯腈 (acrylonitrile)    腈 (ㄐ一ㄥ，晶)

氰基丙烯酸酯 (cyanoacrylate)   快乾膠、三秒膠、瞬間膠


p63
概念有一點像 CH3-COOH + NaOH  --> CH3-COONa 

p64 diene,
後續跟多元不飽和脂肪酸 (隔離雙鍵)
共軛亞麻油酸  (共軛雙鍵)
而苯環，也視同共軛

p65
s (singal bond)   單鍵的順反異構物

我們先複習 Ch03, p45 的雙鍵形式之順反異構物。這裡的
s-trans     s-cis 有點像之前     但是雙鍵不能轉動    (除非發生反應)
而這裡的s-  因為是單鍵  所以可以轉動   請參考網頁上的影片

s-cis and s-trans (影片解說更容易懂)


反丁烯二酸，延胡索酸 (TCA cycle, step 7)
其異構物，順丁烯二酸/馬來酸     非法的食品添加物    2013 毒澱粉事件



 Ch04 環烴----------------


p73
四個碳，不在同一個平面上

p74
glucose 溶於水   成六員環，椅子型

請參考 Ch12, p276    glucose 環狀結構

p75
這部份跟未來看 glucose 上的 OH 有關

p76
★重要！ 這裡的構型，未來會用來解釋葡萄糖在水中形成環狀結構，
進一步會有 alpha and beta linkage 的解說，還有直鏈與支鏈澱粉的概念
我們先偷跑，看一下生化課本去葡萄糖、果糖結構與碳的編號

學會之後，要認識而五碳糖，與去氧核糖 (DNA 成份之一)，的結構，就容易多了
我們先偷跑，看一下生化課本去氧核糖核酸的結構與碳的編號

p77
這樣的翻滾，如果上面的取代基都是 H
就不容易辨識若有不同的取代基
像這個例子，flip 就很明顯

*這裡是課本提到第三種 cis, trans    重要性普通
相對來說，未來延伸到去氧核糖的結構，就會知道連接成 DNA 的方式

生化 CH09  Fig 9.2     RNA 與 DNA    結構中的五碳糖呈現   環狀結構，透過磷酸，
與前後相連    一號碳接核甘酸     二號碳可能去氧    三號碳接磷酸
五號碳翹起來 (不在環上)    也是接磷酸

Fig 9.4 看到長串的樣子 (未來學到 DNA 的剪接，會有 3' and 5')
 


生化課本，最常用這樣的表示法
這圖形對應到生化課本的糖類介紹

p78
以教育部的翻譯辭典，五員環，六員環英文 six-membered ring 
而維基百科才用五元環、六元環

很像烯類，不飽和，可以加入氫

p80
第一次加上 HBr 三鍵變雙鍵 沒有選擇性 (兩個碳都一樣)
但二次加入  HBr：  先吸陽，後加陰，  氫加在氫多的碳上，

C3H6 可能    1. 環丙烷   2. 丙烯

相對丙烷 C3H8   多個雙鍵或是一個環  都會減少兩個氫

p80
第一次加上 HBr 三鍵變雙鍵   沒有選擇性 (兩個碳都一樣)
但二次加入  HBr：  先吸陽，後加陰，  氫加在氫多的碳上，

p81
有趣
苯 benzene  甲苯 toluene    苯甲酸 benzoic acid (沒有苯酸這東西)
酚 phenol   苯基 phenyl-

Ch12, p271
alanine, phenylalanine


Ortho, meta, and para substitution


無論是全寫還是縮寫，都要斜體

vinyl 黑膠唱片    vinyl dicks, vinyl records   由 polyvinyl chloride 聚氯乙烯 製作

vinyl 乙烯基，又成為 ethenyl


p83
再次提醒，未來在生技公司，或是化工廠，看到這類化學品
一定要提高警覺，弄清楚是否有毒性，閱讀 SDS

p87
烯類親電子反應：先吸陽後加陰  (斷掉一個雙鍵，接上兩個原子)

但是苯的反應親電子反應   先吸陽但後不加陰 (只有置換一個氫下來)

p88
先前的介紹，先吸陽，但不加陰，但是這次靠 Br2 自己電子亂跑，不夠力
靠催化劑，把電子吸到一側

斷鍵，左 Br 接到苯環

斷鍵，氫離子被帶走原來的鍵，兩顆電子，變成雙鍵

催化劑可以幫忙反應   但是最終不增不減不變

p89
 雖然有兩種酸，但是硫酸是催化劑，不增不減不變
 也是先吸陽，但不加陰

 現在複習電子箭頭與抽象的意義：

1. 看到兔耳朵打別人，就是接過來當鄰居
2. 看到單鍵雙頭打到原子上，就是斷鍵，變兔耳朵，另一個，揮手離開不帶走電子 (所以帶正電)

磺酸 sulfonic acid   是有機含硫的酸
無機是硫酸，有機是磺酸。
例如電視廣告，提神飲料都會強調含有牛磺酸 (trurine)

璜胺類藥物，早期西藥房可以買到的消炎藥，食品上，肉類可能殘留的藥物

請見網頁說明


Wikipedia
磺酸   Sulfonic acid
牛磺酸   
磺胺類藥物



p90
SO3 三氧化硫，不合八隅體的理論。有興趣請參考  "超價分子"
三氧化硫     Sulfur trioxide
SO3是硫酸（H2SO4）的酸酐，三氧化硫與水反應，釋放出大量的熱，而形成硫酸

超價分子    Hypervalent molecule  


意思是，三個氧的電子，雙鍵與兔耳朵
跳來跳去，讓中心的硫帶正電
苯環的取代反應：先吸陽但後不加陰

這裡箭頭應該  打到氧原子


wiki  路易士酸 (Lewis acids and bases)
親電試劑或電子受體都是路易士酸。路易士酸通常含低能量LUMO（最低未占軌域），會與路易士鹼的HOMO（最高占有軌域）反應。它與布朗斯特-勞里酸不同的是，路易士酸並不一定需要有質子（H+）的轉移，對路易士酸理論來說，所有親電試劑都可以叫做路易士酸（包括H+）。

p91
(阿原有疑問，為何丙烯不是跟催化劑 HF 進行加成反應？)

p92
烷基帶正電，對苯環的反應，先吸陽，但後不加陰
原來苯環上的 H, 掉下來，不帶走電子，與 F- 結合。
對催化劑 HF    有借有還再借不難

環烷基帶正電，苯環取代反應，先吸陽但後不加陰

p93
苯環不動如山，上面的取代基，無論幾個碳，都會氧化掉，只剩下 COOH 接上苯環
(下方提到例外)

p94
複習烷類上的氫被鹵素取代  Ch02, p36

p95
看到紅色電子箭頭是單頭 (表示一個電子的移動)，不是雙頭
一個共價鍵有兩個電子，現在兩個單頭箭頭各打在左右的原子，
表示斷鍵，形成左右都是奇數電子的自由基 (radical)
非常不穩定，容易繼續往下反應。
未來看到聚合物，例如製作塑膠聚合物，單體就會這樣。

就是在苯環一號碳   的位置，有這些人之一    已經卡位
後面來的，就會進入苯環上的 2 號 或是 4 號 位置進行取代

p96
若苯環上有這些傢伙之一，那個編為 1 號碳
第二個人進來，主要在 3 號碳位置進行取代

p97

萘   naphthalene

患有G6PD缺乏症（蠶豆症）的人不可接觸萘製成的樟腦丸，否則會誘發溶血反應

現在學會幫萘 畫線，碳位置編號
未來幫 purine, and pyrimidine (AT, CG) 核酸位置編號

生化 Ch09, Fig 9.1 

p98

鄰苯二甲酸酐   Phthalic anhydride 

這 4 個碳原本各接一個 H 

現在各接兩個    C 四隻手，H 不畫出來

p99
菲   Phenanthrene
蒽   Anthracene 



 Ch05 立體化學----------------------

Wiki
旋光 
Optical rotation
1811 年 François Jean Dominique Arago 觀察石英
到 1849 年，路易巴斯德觀察葡萄酒，


p106

在路燈使用 LED 之前，橘黃色的路燈就是鈉燈

p107



常稱  不對稱碳 asymmetric carbon


Vitamin C


異抗壞血酸
Erythorbic acid




Vitamin E


幾件事情不要搞混


1.  基本架構，就有三個不對稱碳，因此 alpha 就有 2^3 = 8 種 光學異構物
表示化學式完全相同，但是接法有對掌性。

Vitamin E structures

2.  營養學提到，有 alpha, beta, gamma, delta, 請仔細看，苯環上取代基不同，就是不同，而不是光學異構物。可以知道，alpha, beta, gamma, delta 這四種結構都有三個不對稱碳，因此，各有8 種光學異構物。-----可以看看泡麵的食品添加物。


這表格是營養學一定會提到，不同類型，活性不同 (與光學異構物無關)


Wikipeida   高果糖漿  High-fructose corn syrup  

ATAGO 公司的旋光度計參考手冊
The Complete Polarimeter Guide (PDF)

Youtube
 Optical Activity of Corn Syrup (0:54) 很棒的影片介紹概念，定性操作。注意燒杯內與外光線的變化不同。
Optical rotation of sugars – chirality (4:01)



5-7 費雪投影式 -----非常重要，對後續生化分子的觀念。但是課本講的太簡單了



先看帥哥的手勢
劉德華 車勝元 網路帥哥


Wikipedia   
費歇爾投影式     Fischer projection






CC BY-SA 3.0




Wikimuzg    CC BY-SA 3.0  D-Glucose shifting into β-D-glucose 





https://embed.molview.org/v1/?mode=balls&cid=107526

★★★如何從 glucose 立體分子讀成平面式，看出 DDLD (5D-4D-3L-2D)
1. 先排列分子，六號碳在下，一號在上

2. 由下而上讀，先讀五號碳，把立體分子水平旋轉 (保持上面是四號碳，下面是六號碳，左右是 -H and -OH) 然後利用 Fischer projection 的原理，帥哥手勢，拇指與食指朝向自己，夾住下巴.......OH 在右，就是 D

3.  同上，這次是四號碳，把立體分子水平旋轉 (保持上面是三號碳，下面是五號碳，左右是 -H and -OH.....OH 在右，就是 D

4.  同上，這次是三號碳，把立體分子水平旋轉 (保持上面是二號碳，下面是四號碳，左右是 -H and -OH.....OH 在左，就是 L

5.  同上，這次是二號碳，把立體分子水平旋轉 (保持上面是一號碳，下面是三號碳，左右是 -H and -OH.....OH 在右，就是 D


Q: 為何不用看一號碳與六號碳？
阿原認為，六號碳有兩個 -H 本身是對稱碳，不用討論。一號碳是 C=O 不是 sp3, 不用討論因此只討論有不對稱碳的5, 4, 3, 2 號

稍後解釋為何在右邊是 D, 在左邊是 L





請各位，在教室，拿出手機，跟個阿原轉葡萄糖分子，就會明白

日後一定會忘記，回到這網頁，再看一次筆記，或 email 給阿原。


開掌性，可以參考 Organic Chemistry/Chirality



命名
sec-
tert-

可以參考
Illustrated Glossary of Organic Chemistry



判定 RS 異構物  先看   搖滾我愛你手勢





Direction of the travel 1-2-3 dictates configuration
Fabiuccio~enwikibooks at English Wikibooks - Transferred from en.wikibooks to Commons.
Organic Chemistry/Chirality/R-S notational system
(內有比課本詳細的排序規則，懶得看英文的，可以使用網頁翻譯)



 Ch06 有機鹵化物-----------------------


Wikipedia 格氏試劑 (格林納 Gringnard)
格氏試劑，又稱格林納試劑，是指烴基鹵化鎂（R-MgX）一類有機金屬化合物，是一種很好的親核試劑。在有機合成和有機金屬化學中有重要用途。此類化合物的發現者法國化學家維克多·格林尼亞（François Auguste Victor Grignard）因此而獲得1912年諾貝爾化學獎


Wikipedia  雷福馬斯基反應    Reformatsky reaction 





 Ch07 醇、酚、醚---------------------


Youtube
Sodium in Water Explosion | Chemical Reaction (6:13)
Reaction of Sodium and Water (2:18)


DNA甲基化- 維基百科

p158  化學藥品的身份證字號： CAS No. 
Wikipedia   化學文摘社    Chemical Abstracts Service, CAS




p163

Wiki
對苯醌,1,4-苯醌    1,4-Benzoquinone  para-quinone

血液中若存在 對苯醌  表示過去可能暴露在苯或含有苯的環境。


輔酶Q10（Coenzyme Q10，CoQ10），又稱泛醌（Ubiquinone，UQ）、輔酶Q（Coenzyme Q，CoQ），商品名悠卡諾（ubidecarenone）

環氧樹脂（Epoxy）


 Ch08---------------------

華視新聞 2016/07/26 麵粉改良劑致癌 台灣竟用了20年!
提到

1 (七) 品質改良用、釀造用及食品製造用劑 偶氮二甲醯胺 Azodicarbonamide 本品可使用於麵粉；用量為45mg/kg以下。 限於食品製造或加工必須時使用。 07078偶氮二甲醯胺Azodicarbonamide
2 (七) 品質改良用、釀造用及食品製造用劑 過氧化苯甲醯 Benzoyl Peroxide 本品可使用於麵粉；用量為60mg/kg以下。 限於食品製造或加工必須時使用。 07079過氧化苯甲醯Benzoyl Peroxide

新聞報導專家的說明，是參考，我們需要自己依照邏輯，找出毒性資料，判定可信度



藥物許可證查詢作業 - 衛生福利部食品藥物管理署

例如某藥商的 維生素 E   010028390001.pdf    120121860001.pdf  



p178
此處編號，以 ketone   為官能基，讓其編號最小

酮的官能基，最小 編號只有二號 why?
在鍊狀是對的，  有環，另外討論 p180

p179
稍候提到，醛的命名  字尾改成  -al
未來在生化、食化遇到  多數以 -al 表示

p181

再次預習一下：  生化 Ch16  p492  (對照有機 Ch07 p166 出現過 furna, pyran)
1. glucose 屬於醛糖 aldose   (slide p9, 14 17 有 pyran, pyranose，指葡萄糖在水溶液時之環狀結構 )
2.  fructose 屬於 酮糖  ketose  (slide p17有 furan, furanose， 指果糖之環狀結構)


Alpha and beta carbon - Wikipedia


alpha 碳：
第一個碳與官能基相接，
第二個碳稱為 alpha carbon (最重要，因為胺基酸的主角)
第三個碳是 beta carbon

阿原當年與伙伴的翻譯，各位可以對照中英文名詞
http://chem-file.sourceforge.net/data/ketones/index_tw.html


p183

有關酮類，未來生化課有一個分子， pyruvate (丙酮酸)　醣類代謝重要的角色
3HC-CO-COOH
生化 Ch17-1 糖代謝 p521, Figure 17.1 (Slide p4)，in the  glycolysis, pyruvate 是中間產物，
之後依照有氧或無氧的環境，走不同的路線 (請問走完 glycolysis, 是否有獲得能量？)

生化 Ch19 p579  (Fig 19.1, slide 4 這是大架構的圖)
Fig 19.3, 19.4, pyruvate 轉成 acetyl-CoA

生化 Ch23 p706 合成胺基酸中，pyruvate 可以合成 valine, alanine, and leucine

http://molview.org/?cid=107735


Pubchem (Pubmed 的弟弟)
2-Hydroxy-2-methylbutanenitrile

有腐蝕性--對人體有急性毒--刺激性--環境危害





  Ch09------------------------


羧酸- 维基百科  Carboxylic acid - Wikipedia


三羧酸循環   Citric acid cycle



  Ch10---------------------------



Wikipedia

配位鍵（英語：Coordinate Covalent Bond，又稱配位共價鍵，或簡稱配鍵），是一種特殊的共價鍵。當共價鍵中共用的電子對是由其中一原子獨自供應時，就稱配位鍵。配位鍵形成後，與一般共價鍵無異。

計算化合物的氧化數方法，請見 氧化態 
但是，帶有配位共價鍵化合物的氧化數計算，請參考 Oxidation state 裡面的範例


苯胺（英語：Aniline）又稱阿尼林油、胺基苯，分子式：C6H7N，分子量：93.128，CAS編號：62-53-3。苯胺是最重要的芳香族胺之一，腐魚味，燃燒的火焰會生煙。

苯胺是最重要的胺類物質之一。主要用於製造染料、藥物、樹脂，還可以用作橡膠硫化促進劑等。它本身也可作為黑色染料使用。其衍生物甲基橙可作為酸鹼滴定用的指示劑。


LAH 氫化鋁鋰 還原劑



重氮化合物（Diazo）是一類含氮的有機化合物，通式為R2C=N2，一般指脂肪族重氮化合物，大多具爆炸性。


疊氮化鈉   劇毒，易爆炸   azide



p246
磺胺類藥物   Sulfonamide (medicine)


p249
多巴胺   多巴胺 (藥物)   
Dopamine  dopamine (medication)


腎上腺素     Adrenaline/epinephrine

去甲基腎上腺素  Norepinephrine
是腎上腺素去掉 N-甲基後形成的物質


  Ch11------------------------

核磁共振（NMR，Nuclear Magnetic Resonance）
是基於原子尺度的量子磁物理性質。具有奇數質子或中子的核子，具有內在的性質：核自旋，自旋角動量。核自旋產生磁矩。NMR觀測原子的方法，是將樣品置於外加強大的磁場下，現代的儀器通常採用低溫超導磁鐵。核自旋本身的磁場，在外加磁場下重新排列，大多數核自旋會處於低能態。我們額外施加電磁場來干涉低能態的核自旋轉向高能態，再回到平衡態便會釋放出射頻，這就是NMR訊號。利用這樣的過程，可以進行分子科學的研究，如分子結構、動態等。

第15章核磁共振與磁振造影 (PDF)




PhET  簡化的磁共振造影MRI 




核磁共振光譜法   Nuclear magnetic resonance spectroscopy



Magnetic Resonance Spectroscopy: Principles and Techniques: Lessons for Clinicians
J Clin Exp Hepatol. 2015 Dec; 5(4): 320–328.


wiki
紅外光譜學  Infrared spectroscopy 
看分子內原子擺動的動畫
14000–4000 cm−1 (0.7–2.5 μm wavelength)



紅外光譜術 (infrared spectroscopy) (中研院)


Organic Chemistry/Spectroscopy 
1 UV/Vis Spectroscopy
2 NMR Spectroscopy
3 Mass Spectrometry
4 Infrared spectroscopy.


例如
NIST Chemistry WebBook
有完整的化學資料及光譜，不過都是英文，要耐心的看。


Acetic acid
有多種光譜資料



2011年臺灣塑化劑事件
2011年3月，行政院衛生署食品藥物管理局一位五十二歲的楊明玉技正（技術官員），執行行政院「加強取締偽劣假藥專案」時，原本只是為了檢驗食品是否違法摻雜安非他命或減肥西藥成分，將「康富生技中心股份有限公司」生產的「DDS-1 六淨元益生菌」[20]經薄層分析（TLC）儀器，再用氣相層析質譜儀檢驗後，雖然規定檢測的項目結果未含西藥，卻另外看到不正常波峰，意外發現了可疑異常訊號，難能可貴的是，一般檢驗員會因檢測項目結果合格，就到此為止，不再進一步化驗。但她即使對於不在檢驗項目的訊驗，仍主動提出檢驗要求，並運用下班時間不斷追查，盡責的比對數據，將其圖譜和圖庫比對，經抽絲剝繭分析30餘種原料、包材，赫然發現DEHP，衛生署初步開始重視。






  Ch12------------------------