Giriş Giriş Giriş

Organik kimyagerler rutin olarak tepki verenleri, kontrol ısısını ve ürün izolasyonunu kolaylaştırmak için çözücülere güveniyorlar. Ancak, çözücü seçimi basit çözünürlükte daha çok genişletilebilir - bu ilişkiyi hızla ilerletir veya tüm verimli sentetik rotaları anlamak, farklı koşullar altında reaksiyon sonuçları tahmin etmek ve yeşil alternatifler geliştirmek için önemli.

Bir reaksiyon oranı yasası - matematiksel ifade, bir çözücünün tepki verme oranını birbirine bağlar - bu makale, yüksek çözünürlükte bir kutuplu polikarbondan yüksekliğe geçtiğinde dramatik bir şekilde değişebilir. Örneğin, ikinci sıralı kinetiği takip eden bir reaksiyon, başka bir şekilde ilk sipariş davranışlarına değişebilir veya oranın sürekli olarak değişebilir.[Dönem: 1)

Defining Branson Polarity

Not:Finansal kutupluluk tek, iyi tanımlanmış bir özellik değildir, ancak birkaç fizyko-kimyasal özellikleri kapsayan bir kolektif terimdir.En temel tanımlayıcıdır. [FONT=0])Iyelektrik sabiti) ( ⁇ ), ki, bir çözücünün şarj partiküllerini azaltma yeteneğini ölçer. Yüksek dielektrik sabit (e.g., su, ⁇ ⁇ 80)

Ancak, dielektrik sabit tek başına yetersizdir, çünkü hidrojen destekli bağış veya kabul gibi belirli solcular da kritik roller oynarlar.[Döneticileri, solgun olmayan bir beta boyanın geçiş enerjisinden elde edilen amplitüdler ile elde edilir.)

Protic vs. Aprotic Bransons

Notlar genellikle iki geniş kategoriye ayrılır: 0:0)protik[Dönetici[Dönetici: 1 ) (bir hidrojen, bir hidrojen, sıvı, e.g., su, mol, acetic asit) ve [[Dönetici[Dönetici[Dönetici))))) ve siyonel bir damlatlık (parçacık) ile ilgili bazı değişiklikler yapılır.

Teorik Çerçeve: Geçiş Devleti Stabilizasyon

The effect of solvent polarity on reaction rates is most elegantly explained by transition state theory. According to this theory, the reaction rate constant k is related to the Gibbs free energy of activation ΔG‡:

[FONT:0][Dönem: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

kutuplu bir çözücü, tepki koordinatı boyunca oluşturulur veya ayrılırsa, örneğin, geçiş durumu daha az şarj edildiğinde, kutuplu bir çözücünün {{G) ve reaksiyona göre daha kutupsaldır.

Bu konsept, daha fazla şarjlı geçiş durumu (örneğin, fikre sahip) daha fazla değişkenlik gösteren bir reaksiyonla hızlanıyor; Çözülen bir reaksiyon daha fazla değişkenlik gösteren bir tepkidir.

Özel Reaksiyon Türleri Üzerine Notlandırma Etkileri

S)N)

S)N) (unimolecular nükleofilik altkuruluş) tepkileri, gelişmiş karbocation ve gruptan ayrılmaya kadar hızlanan yüksek çözünürlükte, bu nedenle işlemden ayrılarak, S[D)[Dönetici / 4 )

Bir S) için oran yasası, ortalama olarak substratın büyüklüğüne göre değişir (örneğin, CUMH)[Dönetici: nükleik asitler gibi bir çözücüde (Dönetici) nükleminin, nümerikliklerin bağımsız olarak, hidroksitlerin matematiksel formunu değiştirir.

S)N)

S)N)2 (bimolecular nükleofilik alt kurumlar) tepkileri, geçiş durumu nükleofili ve bağıntılı grupla aynı anda bir araya gelir, ancak genellikle önemli bir ayrımla “loose” düzenlemesi içerir.

S)N)) tepkileri S}N) için nötr tepkiler için (örneğin, NH3 + CH3Cl), geçiş durumu, zeminden daha kutuplu bir reaksiyona yol açıyor.

Bu, S)N) tepkilerinin genellikle en hızlı şekilde çözüldüğünü açıklıyor [Döneticisel bir şekilde yüksek çözünürlükte bir şekilde yüksek çözünürlükte bir şekilde yüksek çözünürlükte bir şekilde yüksek çözünürlüktedir.

Elimination Reactions (E1 ve E2)

Eliminasyon reaksiyonları, S)N) ile paraleldir.[Döneticileri:2)E1[Döneticileri = 3] (ortalama yok) bir araba ile devam eder (Dörtüncü) ve kutupsal kutupsal olarak kutupsal devreler ile aynı şekilde etkiler.[D)

[FONT=0)E2[Dönetici 1] (bimolecular ortadan kaldırma), bir ⁇ hidrojenin temel ve terk edilen grubun kalkışına eş zamanlı olarak, geçiş durumu genellikle temel ve kısmi çift-bond karakteri üzerinde önemli bir negatif gelişmeye sahiptir. E2-silik oranına göre oranın arttırılmasına ilişkin temelsel reaksiyonları içerir.

Polar Cyclo reitions and Peri Çevrimi Rezleri

Peri çevrimsel tepkiler genellikle “solvent-intilite” olarak kabul edilir, çünkü onlar iyonik ortalar, birçok cycloadditions önemli bir çözücü kutuplu etkiler gösterir. Örneğin, Diels-Alder reaksiyonu cyclopentadiene ve metil acrylate ile kutuplu olmayanlar için daha hızlı ilerlerler (örneğin, su) çünkü bu ivme öncelikle kutupsal olmayan yasaların değiştirilmesinden kaynaklanır.

Pay Yasası ve Effects of Branson

PPD ile çözümdeki reaktif türlerin konsantrasyonlarını genellikle bir oran kanunun matematiksel düzenini değiştirmez (örneğin, H+’nın konsantrasyonunu belirleyen mekanizmadır), aynı şekilde, protonlu ortadaki requilibria'nın etkili bir şekilde azaltılmasını engelleyebilir.

Not:Fiziksel kutuplaşma aynı zamanda, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte küçük ve ters yönde bağlı olan, değişken olmayan bir şekilde, deney verilerinden elde edilen oran yasayı elde eden bir değişikliktir.Bu nedenle, bir kimyagerler devre dışı bırakmakta, genellikle küçük ve çözücüler halindeki bir değişimdir.

Sayısal Yaklaşımlar: The Grunwald-Winstein Equation

Bir tepkinin mantığını çözünme gücüne ölçmek için, kimyagerler bunu kullanır:0)Grunwald-Winstein denklemi).

([Dönem: 0))[[Dönemli)))[[Üye: 3) = 3 (D)) = [DÜye: 4)))))

[Dönetici:0)[Dönetici] [Dönetici] [Dönetici: 9)[0))))[[değiştir | kaynağı değiştir]))[[değiştir | kaynağı değiştir]))[değiştir | kaynağı değiştir]

Başka bir değerli korelasyon, [FONT:0)Kamlet-Taft solgunluk karşılaştırma yöntemi), çoklu doğrusal regresyon kullananların dipolarite/polarizability (TY*), hidrojen-bond asitliği (α), ve hidrojen-bond temelliği (bi) bir dizi çözücüde ölçülmüş reaksiyon için, oranın sürekli olarak doldurulması gerekir:

[FONT=0)[[FONT=0))[[0))))[[0)))))))))[0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|0|[D][/FONT=)))))))

Katalanlar:0)[Döneticiler[Döneticiler:2)[Döneticiler, [Döneticiler:0)))[Döneticiler, bu tür sayısal modeller, hız yasaları üzerinde mantıken kutupsal etkileri anlamak ve tahmin etmek için güçlü araçlardır ve rasyonel çözücü seçimine yardımcı olurlar.

Synthesis için Pratik İmplikasyonlar

PPD tepki hızı, sentetik organik kimyada rutin bir stratejidir. alt kurumlar için, protic ve aprotic termik bir çözücü arasındaki seçim S)N ve S).

Hava kutupları da etkiler.(0)reaction seçicilik[[Dönetici]. İniş reaksiyonları, kutup aprotik çözücüler, gelişmekte olan çift bağının daha iyi stabilizasyonu nedeniyle Hofmann (daha az yedeklenen) ürünü daha az çözünürlükte ve istenen maksimum verim için daha kolay bir şekilde ayarlanma eğilimindedir.

Notlandırma Kılavuzu

Bir reaksiyon tasarlarken, aşağıdaki genel kurallar yardımcı olabilir:

  • [FONT:0) S[DÜDÜDÜDÜDÜ:2) için:[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ
  • [FONT:0) S[DÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ: 1) Kutup aprotik çözücüleri (DMSO, DMF, acetonitrile) en yüksek tepkileri elde etmek için. nükleofilik nükleofilik nükleofilikler olmadan protik çözücülerden kaçının.
  • [FONT:0) S[DÜDÜT:1) için tarafsız nükleofili ile tepkiler: ) Polar çözücüler (hem protic hem de protic), dipolar geçiş durumunu stabilize ettikleri gibi tepkiyi hızlandırabilir.
  • [FONT=0) E2 tepkileri için: [DDDDDDDDDDDDDD:0) Polar aprotic çözücüler güçlü, kaba bir temel (örneğin, KO[D:2).[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD
  • [Düzücük tepkiler için: [Düzücük Su, yüksek kote edici enerji yoğunluğuyla, sık sık sudaki zayıf çözünürlük bir konudur, bir sorunsa, kutuplu karışımları veya neat kutuplu bir çözücüleri düşünün.

Çevre ve Ekonomik Bakışlar

Not: Para, sadece tepki oranı ile ilgili değil - aynı zamanda maliyet, güvenlik ve çevresel ayak izi etkiler.Su, HMPA, DMA) toksik, tehlikeli veya geri dönüş zordur. ancak bu çözücüler farklı kutupsal özelliklerine sahiptir ve suya, etanol, eh, ethyl acetate ve cyclopentyl til ether (CPME).

Bir strateji, kabul edilebilir toksisiteyi sürdürürken istenen kutuplaşma modellerini elde etmek için, daha tehlikeli çözücülerin iyonizasyon gücünü neredeyse tamamen taklit edebilir. C ⁇ araçları, COSMO-RS ve süreklilik modelleri de dahil olmak üzere, ancak enerji ve su tasarrufu hesaplamaları öngörülebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Bir çözücünün kutupluluğu, büyüklüğün emirleriyle en güçlü bir şekilde değişebilir ve dengeyi rekabet eden mekanizmalar (S)N, kutupluluk, yüksek çözünürlükte veya silme sistemi için en iyi şekilde değiştirebilir ve dengeyi değiştirir.

Alan daha sürdürülebilir kimyaya doğru hareket ettiği gibi, çözücü kutuplulüğü ve reaksiyon kinetiği arasındaki ilişkiyi anlamak daha da kritik hale gelir.Bu ilkelerin sağlam bir kavrayışıyla, organik kimyagerler sadece hızlı ve seçici olmayan sentetik yollar tasarlayabilirler, aynı zamanda çevresel ve ekonomik olarak uygulanabilir.

[0]Further Reading: [Dönem: [Düzd:0)

  • [FONT=0)LibreTexts: Effects of Branson on Reaction Rate).
  • [0]IUPAC Gold Book: Architecture Polarity).
  • [FONT=0)Grunwald-Winstein Modern Organik Kimya (J. Org. Chem. 2010)).