Language
Country/Area
No result found
كيفية استخدام انتقائية رد فعل معالجة درجة الحرارة؟ تحقق من هذه النتائج التجريبية المذهلة!
في التفاعلات الكيميائية ، يحدد الفرق بين التحكم الحراري والتحكم الحركي تكوين مجموعة المنتج.عندما تؤدي مسارات المنافسة إلى منتجات مختلفة ، تؤثر ظروف التفاعل على الانتقائية والتجسيب.هذا الاختلاف مهم بشكل خاص خاصة عندما تكون سرعة توليد التفاعل A أسرع من رد الفعل B ، لأن طاقة تنشيط توليد A أقل من إنتاج B ، ولكن B منتج أكثر استقرارًا.لذلك ، A هو منتج ديناميكي مناسب للتحكم الحركي ، في حين أن B هو منتج ديناميكي حراري مناسب للتحكم الديناميكي الحراري.ستحدد شروط التفاعل ، مثل درجة الحرارة أو الضغط أو المذيبات ، مسار التفاعل أكثر فائدة.
"سيؤثر اختيار التحكم الحركي أو التحكم في الديناميكية الحرارية على تكوين المنتج النهائي ، حيث أن مسارات التفاعل التنافسية تؤدي إلى نتائج مختلفة."
في بعض الحالات ، تعتمد ميزة التحكم الديناميكي الحراري على حالة التوازن للتفاعل.على وجه الخصوص ، عندما تتشكل المنتجات الحركية بشكل أسرع أثناء وقت التفاعل ، قد يسبب التقدم الأولي للتفاعل خلل في تكوين هذه التفاعلات بسبب التفاعلات السريعة.يتطلب التحكم الحراري الديناميكي أن التفاعل يمكن أن يصل إلى حالة توازن قبل أن يتمكن من إنتاج منتجات مستقرة للديناميكية الحرارية.
التطبيق في رد فعل Diels-Alder
تفاعل Diels-Alder هو مثال كلاسيكي على التفاعل الكيميائي الذي يمكن أن ينتج عن اثنين من منتجات الأيزومر في ظل ظروف مختلفة.في درجة حرارة الغرفة ، يسود التحكم في التفاعل الحركي ، وأصبحت أيزومرات إندو غير مستقرة أكثر منتج التفاعل.ومع ذلك ، عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 81 درجة مئوية وتستمر لفترة أطول من الزمن ، يمكن أن يميل التوازن الكيميائي نحو إيزومر EXO أكثر استقرارًا ديناميكيًا.
"عند درجة حرارة منخفضة ، ينتج التفاعل بشكل أساسي عن adduct الموسع [4+2] ، بينما في درجات حرارة عالية ، لوحظ تكوين السلسلة."
بالإضافة إلى ذلك ، تم تحقيق مثال كامل للتحكم في التفاعل الحركي والديناميكي الحراري في تفاعل Diels-Alder المدمج من Bisaryldiene مع Hexafluoro-2-Butyne أو Dimethylacetylene dicarboxylate التي تم اكتشافها في عام 2018.أظهر التفاعل في درجات الحرارة المنخفضة الانتقائية الكيميائية وتشكيلها بالكامل-[4+2] cycloadduct ، ولكن تم تشكيل Dominoadduct خصيصًا في درجات حرارة عالية.هذه النتائج لا تُظهر الدور الحاسم لدرجة الحرارة فحسب ، بل تكشف أيضًا عن تعقيد المسارات المختلفة التي تتنافس مع الاستقرار المختلفة.
تأثيرات في كيمياء الكيتون و ENOL
في عملية بروتونات أيون Enol السلبية ، يكون المنتج الحركي Enol ، في حين أن المنتج الديناميكي الحراري هو الكيتون أو الألدهيد.في إزالة الكيتونات غير المتماثلة ، يكون المنتج الحركي هو ENOL من أكثر α-H من البروتون ، في حين أن المنتج الديناميكي الحراري لديه مجموعة ENOL أكثر بديلاً.عند استخدام درجة الحرارة المنخفضة والبنية الكبيرة القلوية ، سيتم زيادة الانتقائية الحركية.تعكس هذه العملية كيفية التحكم في المنتج باستخدام ظروف التفاعل.
"لا يزال التحكم في الديناميكية الحرارية استراتيجية محتملة حتى لو كان التفاعل في حالة التحكم الحركية."
في رد فعل الإضافة الكهربائية ، تؤثر درجة الحرارة أيضًا على اختيار المنتج.عندما يرتفع تفاعل حمض الهيدروبروميك و 1،3-بيوتادين فوق درجة حرارة الغرفة ، ينتج معظمهم الديناميكية الحرارية أكثر استقرارًا 1،4 adduct 1-bromo-2-budene ، ولكن إذا انخفضت درجة الحرارة تحت درجة حرارة الغرفة ، يتم تفضيل adduct 1،2 adduct 3-bromo-1-butene.
خصائص التحكم في التفاعل
من حيث المبدأ ، كل رد فعل هو استمرارية بين التحكم الحركي النقي والتحكم الديناميكي الحراري النقي.تعتمد هذه المصطلحات على درجة حرارة ونطاق زمني محدد.عندما تكون درجة الحرارة منخفضة ووقت التفاعل قصير ، يكون التفاعل قريبًا من التحكم الحركي النقي.لفترة زمنية طويلة بما يكفي ، ينتهي كل رد فعل بالاقتراب من التحكم الحراري النقي.باختصار ، يكون المنتج الأساسي للتفاعل هو الأسهل في توليده ، والتحكم الديناميكي الحراري يتطلب أن يكون التفاعل يحقق توازنًا بين القابلية للانعكاس والمنتج.في التحكم في التفاعل الحركي ، يؤدي تفاعل واحد أو اثنين إلى الأمام إلى معدل المنتجات المحتملة بشكل أسرع بكثير من معدل التوازن الكيميائي.
"خصائص التفاعل تعكس التأثير العميق لدرجة الحرارة والوقت على الانتقائية."
أخيرًا ، يمكن القول أن استخدام انتقائية تفاعل معالجة درجة الحرارة هو أداة كيميائية قوية.عن طريق ضبط ظروف التفاعل ، لا يمكن للعلماء أن يؤثروا فقط على معدل التفاعل ، ولكن أيضًا معالجة المنتجات التي تم إنشاؤها.مع تعميق فهمنا لهذه العمليات ، ما هي الاكتشافات الجديدة التي يمكن أن تؤدي إلى التجارب المستقبلية؟
