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온도 조작 반응 선택성을 사용하는 방법?이 놀라운 실험 결과를 확인하십시오!
화학 반응에서 열역학적 제어와 동역학 제어의 차이는 생성물 조합의 조성을 결정합니다.경쟁 경로가 다른 생성물로 이어질 때, 반응 조건은 선택성과 입체 선택성에 영향을 미칩니다.이 차이는 특히 반응 A의 생성 속도가 반응 B의 생성 속도보다 빠를 때 특히 중요하다.따라서, A는 동역학 제어에 적합한 동적 생성물 인 반면, B는 열역학적 제어에 적합한 열역학적 생성물이다.온도, 압력 또는 용매와 같은 반응의 조건은 어떤 반응 경로가 더 유리한지를 결정할 것이다.
"운동 제어 또는 열역학적 제어의 선택은 이러한 경쟁 반응 경로가 다른 결과를 초래하기 때문에 최종 제품의 조성에 영향을 미칩니다."
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경우에 따라 열역학적 제어의 장점은 반응의 평형 상태에 달려 있습니다.특히, 동역학 생성물이 반응 시간 동안 더 빠르게 형성 될 때, 반응의 초기 진행은 빠른 반응으로 인해 이들 반응의 형성에 불균형을 유발할 수있다.열역학적 제어는 반응이 열역학적 안정 제품을 생성하기 전에 평형 상태에 도달 할 수 있어야한다.
Diels-Alder 반응에서의 적용
Diels-Alder 반응은 다른 조건에서 2 개의 이성질체 생성물을 생성 할 수있는 화학 반응의 전형적인 예입니다.실온에서, 운동 반응 제어가 우세하고, 더 불안정한 엔도 이성질체는 주요 반응 생성물이된다.그러나, 온도가 81 ° C로 상승하고 더 오랜 시간 동안 지속될 때, 화학적 평형은 열역학적으로 더 안정적인 엑소 이성질체 1을 향한 경향이있을 수있다.
"저온에서, 반응은 주로 팽창 된 [4+2] 사이클 화 된 부가 물을 생성하는 반면, 고온에서는 사슬 부가 물의 형성이 관찰된다."
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또한, 2018 년에 발견 된 헥사 플루오로 -2- 부티 네 또는 디 메틸 아세틸렌 디카 르 복실 레이트와 비스 리슬 디엔과 헥사 플루오로 -2- 부티 네 또는 디 메틸 아세틸렌 디카 르 복실 레이트와의 결합 된 딜스 알더 반응에서 동역학 및 열역학적 반응 제어의 완전한 예가 달성되었다.저온에서의 반응은 화학적 선택성을 보여 주었고, 협 운동-[4+2] 사이클로드 덕트를 완전히 형성했지만, 지배적으로 고온에서 특별히 형성되었다.이러한 결과는 온도의 중요한 역할을 보여줄뿐만 아니라 다른 안정성과 경쟁하는 다른 경로의 복잡성을 보여줍니다.
케톤 및 에놀 화학의 효과
Enol 음성 이온 양성자의 과정에서, 운동 생성물은 Enol이고, 열역학적 생성물은 Ketone 또는 Aldehyde입니다.비대칭 케톤의 탈로 톤화에서, 동역학 생성물은 가장 양성자 탈착 된 α-H로부터의 ENOL이며, 열역학적 생성물은보다 고도로 치환 된 ENOL 그룹을 갖는다.저온과 큰 구조 알칼리가 사용되면 운동 선택성이 증가합니다.이 프로세스는 반응 조건을 사용하여 제품을 제어하는 방법을 반영합니다.
"반응이 운동 제어 상태에 있더라도 열역학적 제어는 여전히 가능한 전략입니다."
electroaffinity 첨가 반응에서 온도는 제품 선택에도 영향을 미칩니다.히드로 브롬산 및 1,3- 부타디엔의 반응이 실온 이상으로 상승 할 때, 대부분은 열역학적 더 안정적인 1,4 부가 물 1- 브로 모 -2- 부틴을 생성하지만 온도가 실온 아래로 낮아지면 운동 1,2 부가 물 3- 브로모 -1- 부틴이 선호됩니다.
반응 제어의 특성
원칙적으로, 각각의 반응은 순수 동역학 제어와 순수한 열역학적 제어 사이의 연속체이다.이 용어는 특정 온도 및 시간 범위에 따라 다릅니다.온도가 낮고 반응 시간이 짧으면 반응은 순수한 동역학 제어에 가깝습니다.충분한 시간 동안, 각각의 반응은 순수한 열역학적 제어에 접근하게된다.요컨대, 반응의 주요 생성물은 생성하기 가장 쉽고 열역학적 제어는 반응이 가역성과 제품 사이의 균형을 달성해야한다.동역학 반응 제어에서, 하나 또는 두 개의 순방향 반응은 화학적 평형 속도보다 가능한 생성물의 속도를 크게 더 빠른다.
"반응의 특성은 선택성에 대한 온도와 시간의 심오한 영향을 반영합니다."
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마지막으로 온도 조작 반응 선택성을 사용하는 것은 강력한 화학 도구라고 말할 수 있습니다.반응 조건을 조정함으로써 과학자들은 반응 속도에 영향을 줄뿐만 아니라 생성 된 제품을 조작 할 수 있습니다.이러한 과정에 대한 우리의 이해가 심화됨에 따라 향후 실험에서 어떤 새로운 발견이 이끌 수 있습니까?
