Hur studerar jag reaktiva mellanprodukter?
Den här artikeln presenterar en översikt för nybörjare om de olika typerna av reaktiva mellanprodukter som finns i organiska reaktioner.
Reaktiva mellanprodukter är en kolart som kan vara elektronbrist, en kvalitet som ger reaktiviteten till dessa organiska arter. Denna artikel presenterar en översikt för nybörjare om de olika typerna av reaktiva mellanprodukter som finns i organiska reaktioner.
Del 1 av 4: förstå en organisk reaktion
- 1Observera att en organisk reaktion sker på ett av två sätt.
- Det första sättet är genom en samordnad reaktion som äger rum i ett enda steg, med endast ett övergångstillstånd.
- Det andra sättet är genom en icke-samordnad reaktion, vilket resulterar i mellanliggande strukturer som består av kolarter med hög reaktion. Detta är den dominerande typen av kemisk reaktion.
- 2Observera organiska reaktioner med en speciell spektroskopisk teknik. Till exempel genom användning av masspektroskopi (MS). Uppföljningen av fragmenteringsmönster som visas av kemiska föreningar i gasfasen med MS kan visa betraktaren förekomsten av dessa reaktiva arter genom att inkludera deras molekylmassa som en del av spektrumet.
- 3Förstå att reaktioner som går stegvis inte är specifika. De kommer inte att resultera i en enda produkt. Å andra sidan tenderar reaktioner som sker inom ett steg att vara mer specifika på grund av deras samordnade natur.
- Ett exempel på enstegsreaktionen är SN2-reaktionen i organisk kemi som fortgår i ett enda steg. Detta är stereospecifikt och resulterar i en enda produkt.
- Ett exempel på det stegliknande sättet för en reaktion är SNl-reaktioner med mellanprodukter. Dessa är inte stereospecifika och producerar mer än en möjlig produkt. Slutprodukten är vanligtvis en blandning av enantiomerer, en utgångsförening.
Dessa mellanprodukter tenderar att återställa den aromatiska strukturen hos föreningen som är mycket mer stabil än de reaktiva mellanprodukterna.
Del 2 av 4: undersökning av organiska reaktioner
- 1Gör kinetiska mätningar av en reaktionshastighet för att bestämma reaktionshastigheten. Bestämningen av reaktionshastigheten, antingen den första ordningen eller den andra ordningen, kan ge värdefull information om beroendet av reaktionshastigheten på koncentrationen av reaktanterna.
- 2Tillämpa studien av molekylär dynamik av kemiska reaktioner på varje undersökning av mekanismerna bakom reaktioner. Detta område är formellt en del av fysikalisk kemi, medan fysisk organisk kemi kan betraktas som en gren av fysisk kemi (som tillämpas på organiska föreningar).
- 3Var medveten om att organiska föreningar vanligtvis har termodynamisk stabilitet vilket är anmärkningsvärt jämfört med föreningar med andra atomer som kol. Fragmenteringen av den organiska molekylen genom effekten av termisk energi eller ljus kan orsaka att molekylen dissocieras i fragment. Dessa fragment är mycket instabila kolarter som är elektroniskt bristfälliga; de kombineras med alla möjliga föreningar som finns i deras närområde.
- Denna process drivs av den energiskt gynnsamma produkten.
Av denna anledning genomgår inte aromatiska föreningar samordnade reaktioner och har reaktiva mellanprodukter som kännetecknar mekanismen för alla aromatiska föreningar.
Del 3 av 4: undersöka mellanprodukter
- 1Lär dig om de två vanligaste mellanprodukterna som finns i många organiska reaktioner. Dessa är:
- De elektronfattiga karbokatjon arter; och
- Den negativt laddade koljonen som kallas karbanion.
- På grund av sin laddning är dessa arter instabila termodynamiskt och har en benägenhet att binda till andra kemiska arter för att tillfredsställa deras elektroniskt instabila struktur.
- 2Studieexempel.
- Mellanprodukter ses exempelvis i elektrofila aromatiska substitutionsreaktioner av bensen och dess derivat. Dessa mellanprodukter tenderar att återställa den aromatiska strukturen hos föreningen som är mycket mer stabil än de reaktiva mellanprodukterna. Reaktioner som har komplicerade mekanismer kännetecknas också av närvaron av kemiska mellanprodukter i deras reaktionsväg. Till exempel kan bildandet av pyrol från en amin och en diketonförening betraktas som en.
- Aromatiska föreningar är ovanligt stabila ur termodynamisk synvinkel. För att en aromatisk förening ska kunna genomgå en kemisk omvandling måste det finnas en aktiv destabilisering av dess stabila struktur. Av denna anledning genomgår inte aromatiska föreningar samordnade reaktioner och har reaktiva mellanprodukter som kännetecknar mekanismen för alla aromatiska föreningar.
Att undersöka förekomsten av reaktiva mellanprodukter i reaktionsvägen för organiska reaktioner kan ge värdefull information om reaktionsmekanismen.
Del 4 av 4: använda teoretisk modellering
- 1Förstå nyttan av teoretisk modellering av kemiska transformationer. Denna modellering kan vara mycket användbar för att bestämma om en reaktionsväg kommer att vara gynnsam eller sannolikt har mellanliggande strukturer. Detta ses mestadels baserat på deltagarnas energibalans i reaktionen samt matchningen av symmetrin för deras gränsmolekylära orbitaler. Den bästa metoden för forskning inom detta område såväl som inom andra kemiska områden är att starta en forskning som involverar två aspekter; den första är den experimentella forskningen och den andra är beräkningsforskningen som kan bekräfta experimentella data.
- Ämnet reaktiva mellanprodukter är ett omfattande ämne inom organisk kemi. Det undervisas på forskarnivå vid universitet som specialiserar sig på denna vetenskap. Att undersöka förekomsten av reaktiva mellanprodukter i reaktionsvägen för organiska reaktioner kan ge värdefull information om reaktionsmekanismen.
