Ero primäärisen ja toissijaisen kineettisen isotooppiefektin välillä

avainero primäärisen ja sekundaarisen kineettisen isotooppiefektin välillä on primaarinen isotooppivaikutus kuvaa isotooppista substituutiota murtuneessa sidoksessa, kun taas sekundaarinen isotooppivaikutus kuvaa isotooppista substituutiota hajotetun sidoksen vieressä olevassa sidoksessa.

Kineettinen isotooppivaikutus tai KIE tarkoittaa kemiallisen reaktion reaktionopeuden muutosta isotoopin korvaamisen yhteydessä. Tässä reagenssin atomi korvataan sen isotoopilla, joten reaktionopeus olisi erilainen kuin alkuperäinen nopeus. Sitten voimme määrittää KIE-arvon jakamalla nopeuden vakio reaktiolle, jossa on mukana kevyt isotooppisesti substituoitu reagenssi, nopeuden vakiosta reaktiolle, joka sisältää raskaan isotooppisesti substituoidun reagenssin. Siksi suurempi kuin 1 KIE pidetään normaalina kineettisenä isotooppisena vaikutuksena, kun taas alle 1 KIE pidetään käänteisenä kineettisenä isotooppisena vaikutuksena.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on primaarinen kineettinen isotooppivaikutus
3. Mikä on toissijainen kineettinen isotooppivaikutus
4. Vertailu rinnakkain - primaarinen vs. sekundaarinen kineettinen isotooppiefekti taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on primaarinen kineettinen isotooppivaikutus?

Ensisijainen kineettinen isotooppivaikutus on reaktionopeuden muutos, joka johtuu isotooppisestä substituutiosta sidoksen katkeamispaikassa. Tässä substituutio on sidoksen katkaisuvaiheessa reaktion nopeutta määrittävässä vaiheessa. Siksi tämäntyyppinen isotooppinen vaikutus osoittaa sidoksen katkeamista tai sidoksen muodostumista isotooppiin nopeutta rajoittavassa vaiheessa.

Nukleofiilisissä substituutioreaktioissa primaarista kineettistä isotooppiefektiä käytetään poistuviin ryhmiin, nukleofiileihin ja alfahiileihin, joissa substituutio tapahtuu. Tämän tyyppinen kineettinen vaikutus on vähemmän herkkä kuin ihanteellinen KIE. Tämä johtuu värähtelemättömien tekijöiden vaikutuksesta.

Mikä on toissijainen kineettinen isotooppivaikutus?

Toissijainen kineettinen isotooppivaikutus on reaktion nopeuden muutos, joka johtuu isotooppisistä substituutioista muussa paikassa kuin sidoksen katkaisemiskohta. Toisin sanoen, se osoittaa, ettei mikään sidos isotooppileimattuun atomiin hajoa tai muodostu. Kuten primaarinen kineettinen vaikutus, tämä tapahtuu myös nopeutta määrittävässä vaiheessa. On olemassa kolmen tyyppisiä sekundaarisia kineettisiä vaikutuksia, joita kutsutaan alfa-, beeta- ja gammavaikutuksiksi.

Kuvio 01: Nukleofiilinen substituutio molekyyleillä, joissa vety on korvattu deuteriumilla

Toisin kuin ensisijainen KIE, toissijaisella KIE: llä on taipumus olla paljon pienempi. Tämän tyyppinen KIE on kuitenkin edelleen erittäin hyödyllinen reaktiomekanismien selvittämisessä, koska deuteriumatomia kohti sekundaarinen KIE on huomattavasti suuri. Sen lisäksi sekundaaristen kineettisten isotooppisten vaikutusten suuruus määräytyy värähtelytekijöiden avulla.

Mitä eroa primaarisen ja toissijaisen kineettisen isotooppiefektin välillä on??

Kineettinen isotooppivaikutus tai KIE tarkoittaa kemiallisen reaktion reaktionopeuden muutosta isotoopin korvaamisen yhteydessä. Keskeinen ero primaarisen ja sekundaarisen kineettisen isotooppiefektin välillä on se, että primaarinen isotooppiefekti kuvaa isotooppista substituutiota hajotetussa sidoksessa, kun taas sekundaarinen isotooppiefekti kuvaa isotooppista substituutiota viereisellä sidoksella hajoavalle sidokselle. Lisäksi toisin kuin ensisijainen KIE, toissijaisella KIE: llä on taipumus olla paljon pienempi.

Lisäksi sekundaaristen kineettisten isotooppisten vaikutusten suuruus määräytyy värähtelytekijöiden avulla, kun taas primaarinen kineettinen isotooppivaikutus on vähemmän herkkä johtuen värähtelyttömistä tekijöistä.

Alla on infografia yhteenveto primäärisen ja sekundaarisen kineettisen isotooppiefektin välisestä erotuksesta.

Yhteenveto - primaarinen vs. sekundaarinen kineettinen isotooppiefekti

Kineettinen isotooppivaikutus tai KIE tarkoittaa kemiallisen reaktion reaktionopeuden muutosta isotoopin korvaamisen yhteydessä. Keskeinen ero primaarisen ja sekundaarisen kineettisen isotooppiefektin välillä on se, että primaarinen isotooppivaikutus kuvaa isotooppista substituutiota hajotetussa sidoksessa, kun taas sekundaarinen isotooppiefekti kuvaa isotooppista substituutiota viereisellä sidoksella hajoavalle sidokselle.

Viite:

1. ”Kineettinen isotooppiefekti.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 8. marraskuuta 2019, saatavana täältä.
2. ”Kineettiset isotooppiefektit.” Kemia LibreTexts, Libretexts, 5. kesäkuuta 2019, saatavana täältä.

Kuvan kohteliaisuus:

1. “SN1 vs SN2” kirjoittanut Aykutaydin - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta