Language
Country/Area
No result found
Как использовать селективность реакции температурной манипуляции? Проверьте эти удивительные экспериментальные результаты!
В химических реакциях разница между термодинамическим контролем и кинетическим контролем определяет состав комбинации продукта.Когда пути конкуренции приводят к различным продуктам, условия реакции влияют на селективность и стереоселективность.Эта разница особенно важна, особенно когда скорость генерации реакции А быстрее, чем у реакции B, поскольку энергия активации генерации А ниже, чем у производства В, но В является более стабильный продукт.Следовательно, A является динамическим продуктом, подходящим для кинетического контроля, в то время как B является термодинамическим продуктом, подходящим для термодинамического контроля.Условия реакции, такие как температура, давление или растворитель, будут определять, какой путь реакции является более выгодным.
"Выбор кинетического контроля или термодинамического контроля повлияет на состав конечного продукта, так как эти конкурентные пути реакции приводят к различным результатам."
.
В некоторых случаях преимущество термодинамического контроля зависит от состояния равновесия реакции.В частности, когда кинетические продукты образуются быстрее во время реакции, первоначальный прогресс реакции может вызывать дисбаланс при образовании этих реакций из -за быстрых реакций.Термодинамический контроль требует, чтобы реакция могла достичь равновесного состояния, прежде чем она сможет производить термодинамические стабильные продукты.
применение в реакции Diels-Alder
Реакция Diels-Alder является классическим примером химической реакции, которая может производить два изомера в различных условиях.При комнатной температуре преобладает контроль кинетической реакции, а более нестабильные эндо -изомеры становятся основным продуктом реакции.Однако, когда температура повышается до 81 ° C и длится в течение более длительного периода времени, химическое равновесие может склоняться к термодинамически более стабильному изомеру Exo 1.
"При низкой температуре реакция в основном дает расширенное [4+2] циклизованное аддукт, в то время как при высоких температурах наблюдается образование цепных аддуктов."
.
Кроме того, был достигнут полный пример кинетического и термодинамического контроля реакции в комбинированной реакции Diels-Alder бисардиена с гексафтооро-2-бутином или диметилацетиленовым дикарбоксилатом, обнаруженным в 2018 году.Реакция при низких температурах показала химическую селективность и полностью образованную клевету-[4+2] циклический дат, но Dominoadduct был специально сформирован при высоких температурах.Эти результаты не только демонстрируют критическую роль температуры, но и показывают сложность различных путей, конкурирующих с различной стабильностью.
Эффекты в химии кетона и enol
В процессе негативных ионных протонов Enol кинетический продукт является enol, в то время как термодинамический продукт - кетон или альдегид.В депротонировании асимметричных кетонов кинетический продукт является enol от наиболее протоно-антонированного α-H, в то время как термодинамический продукт имеет более сильно замещенную группу ENOL.Когда используются низкотемпературная и большая структура щелочи, кинетическая селективность будет увеличена.Этот процесс отражает, как контролировать продукт, используя условия реакции.
«Термодинамический контроль все еще остается возможной стратегией, даже если реакция находится в кинетическом контрольном состоянии».
В реакции добавления электроаффинности температура также влияет на выбор продукта.Когда реакция гидробромической кислоты и 1,3-бутадиена повышается выше комнатной температуры, большинство из них производят термодинамический более стабильный 1,4 Аддукта 1-бром-2-бутен, но если температура снижается ниже комнатной температуры, предпочитается кинетическое 1,2 Аддукт 3-бром-1-бутен.
Характеристики контроля реакции
В принципе, каждая реакция представляет собой континуум между чистым кинетическим контролем и чистым термодинамическим контролем.Эти термины зависят от конкретного температуры и временного диапазона.Когда температура низкая, а время реакции короткое, реакция близка к чистому кинетическому контролю.В течение достаточно длительного периода времени каждая реакция заканчивается тем, что приближается к чистому термодинамическому контролю.Короче говоря, основным продуктом реакции является самый простой для генерации, а термодинамический контроль требует, чтобы реакция достигла баланса между обратимостью и продуктом.В контроле кинетической реакции одна или две прямой реакции приводят к скорости возможных продуктов значительно быстрее, чем скорость химического равновесия.
"Характеристики реакции отражают глубокое влияние температуры и времени на селективность."
Наконец, можно сказать, что использование селективности реакции температурной манипуляции является мощным химическим инструментом.Регулируя условия реакции, ученые могут не только влиять на скорость реакции, но и манипулировать генерируемыми продуктами.По мере того, как наше понимание этих процессов углубляется, какие новые открытия могут быть приведены в будущих экспериментах?
