Селективность в химии это: ​Селективность — Химическая технология

Содержание

ХиМиК.ru — ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ АНАЛИЗА — Химическая энциклопедия


ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ АНАЛИЗА (селективность), возможность метода или методики определять или обнаруживать искомый компонент (молекулы, ионы, функц. группы и т. д.) в присут. др. сопутствующих компонентов. Реагенты и хим. р-ции, обеспечивающие высокую избирательность анализа, наз. высокоизбирательными.
Избирательность анализа характеризуют числом сопутствующих компонентов, к-рые не мешают определению искомого компонента, и макс. отношениями содержаний каждого из сопутствующих и искомого компонентов, при к-рых еще возможно надежное определение или обнаружение последнего (т. наз. факторами селективности).
Мерой избирательности количеств. анализа служат обратные величины численных значений парциальной чувствительности gАК = (дgA)/(дCК), где gA — аналит. сигнал искомого компонента А при заданных содержаниях искомого и сопутствующих компонентов, СК — содержание сопутствующего компонента К. Избирательность многокомпонентной системы характеризуют матрицей парциальных чувствительностей (наз. также градуировочной матрицей данного способа анализа).
Избирательность анализа зависит от избирательности отдельных стадий анализа и м. б. повышена маскированием мешающих компонентов или предварит. их отделением (концентрированием)с достаточно высоким коэф. разделения.
В таких методах анализа, как полярография, эмиссионный спектральный анализ и др., избирательность анализа в конечной стадии определяется разрешающей способностью прибора, т. е. той миним. разностью между абсциссами сигналов искомого и сопутствующего компонентов на регистриреумой кривой (регистрограмме), при к-рой еще можно надежно обнаружить или измерить сигнал искомого компонента. Разрешающая способность прибора зависит от ширины сигнала. Наиб. высокой избирательностью анализа характеризуются методы многокомпонентного анализа — масс-спектрометрия, нейтронно-активац. анализ, газожидкостная хроматография и др.


===
Исп. литература для статьи «ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ АНАЛИЗА»: Данцер К., Тан Э., Мольх Д., Аналитика, пер. с нем., М., 1981; Чарыков А. К., «Ж. аналит. химии», 1984, т. 39, № 9, с. 1708-14.

Б. Я. Каплан.

Страница «ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ АНАЛИЗА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Селективностью химических реакций научились управлять

Исследователи из Испании и России предложили новый способ управления селективностью органических реакций через невалентные взаимодействия. В будущем результаты работы можно использовать для создания нового поколения высокоселективных сорбентов. Работа ученых опубликована в журнале Organic Chemistry Frontiers.

В органической химии существует понятие селективности реакций. Селективной считается реакция, которая протекает преимущественно по одному из нескольких путей. При этом продукты, образующиеся при других путях реакции, выделяются в гораздо меньших количествах или не выделяются вообще. От направления, по которому прошла реакция, зависит, какой целевой продукт и в каком количестве получится в конечном итоге.

Чем больше возможных вариантов реакции, тем селективность ниже. Соответственно, понижается и количество необходимого продукта. Именно поэтому ученые постоянно разрабатывают новые методы и реагенты, которые позволяют получить нужный продукт в максимально короткое время и в максимально простых условиях. Авторы нового исследования предположили, что управлять селективностью можно, изменяя реакционную среду с помощью использования невалентных связей.

«Мы проводили эксперименты с иодониевыми солями. Это один из наиболее популярных «кирпичиков» в построении соединений, проявляющих тот или иной тип биологической активности. Иодониевые соли активно используются в органическом синтезе, и, в частности, они являются прекурсорами для получения препаратов для радионуклидной диагностики онкологических заболеваний», — рассказывает один из авторов статьи, профессор Томского политехнического университета Мехман Юсубов.

Исследователи предположили, что в твердой фазе, когда все исходные вещества находятся в структурированном состоянии, реакция может идти не так из-за свойств твердой материи. В результате ученые обнаружили, что иодониевые соли в таком состоянии склонны к так называемым невалентным взаимодействиям. Оказалось, что невалентные связи могут направлять реакцию в другом направлении. В результате авторы работы получили новые целевые соединения, отличные от тех, которые можно получить в растворе.

В новой работе химики показали, что не всегда стоит стремиться проводить реакцию в растворе, ведь в твердой фазе она может пойти по-другому, более желательному пути. Во-вторых, авторы обнаружили, что на этот процесс сильно влияют невалентные взаимодействия. Это важно потому, что классическая органическая химия всегда строилась на прочных ковалентных связях. Развитие химии невалентных взаимодействий и способов управления реакцией с их помощью позволит создать множество новых материалов. Этим исследователи и планируют заняться в ближайшее время.

конверсия, выход селективность, производительность — Студопедия

Технологические показатели химических реакций: конверсия, выход селективность, производительность. Зависимость селективности от степени превращения для последовательных и параллельных реакций. Время контакта, объемная скорость и их взаимосвязь с количеством катализатора, длиной слоя.

Об эффективности осуществления любого пром-го процесса судят прежде всего по экономическим показателям, таким, как приведенные затраты, себестоимость продукции и т.д.

Для оценки эффективности отдельных этапов процесса необходимо помимо общих экономических показателей использовать такие критерии эффективности, которые более полно отражали бы хим. и физико-хим. сущность явлений, происходящих в отдельных апп. технологической схемы.

В кач-ве таких показателей принято прежде всего использовать степень превращения исходного реагента, выход продукта, селективность. Они с разных сторон характеризуют полноту использования возможностей осуществления конкретной хим. р-ции.

Степень превращения (конверсия)показывает на сколько полно в хим.- технологическом процессе используется исходное сырье.

Степень превращения- это отношение массы сырья, вступившего в р-ию за время t к исходной его массе:

xa = mc-ma/mc

ma-кол-во сырья, не вступившего в р-ию;

mc— кол-во сырья, поданного в р-ию.

Выход продукта.Степень превращения характеризует эффективность проведения процесса с точки зрения использования исходного сырья, но эта величина не всегда достаточно полно ее характеризует с точки зрения получения продукта р-ии. Поэтому вводят еще один критерий эффективности- выход продукта.



Выход продуктаэто отношение реально полученного кол-ва продукта из использованного сырья к максимальному кол-ву, которое теоретически можно получить из того же сырья:

ФR = nR / nR,max

Селективность. Выход продукта характеризует полученный результат как долю от предельно возможного. Целесообразно оценить и реальную ситуацию, т.е. дать кол-ую оценку эффективности целевой реакции по сравнению с побочными взаимодействиями.

Критерием такой оценки явл. селективность.

Селективность-это отношение массы целевого продукта к общей массе в-в, полученных в данном процессе или к массе превращенного сырья за время t.

S=Gц/Gпр

Выход продукта, степень превращения и селективность характеризуют глубину протекания хим. – технологического процесса, его полноту и направленность.


Производительность и интенсивность.Важным критерием эффективности работы отдельных апп., цехов или заводов в целом явл. производительность.

Производительность-это кол-во продукта полученного в единицу времени:

П = G/t

Для сравнения работы апп. различного устройства и размеров, в которых протекают одни и теже процессы, используют понятие интенсивность.

Интенсивностью – называют производительность, отнесенная к объему апп.V или к площади его сечения S.

И = П/V или И = П/S

Смотри:

Общая химическая технология, Кутепов А.М., Москва, 1975, стр. 18-27

Химическая технология, Соколов Р.С., Том 1, Москва, 2000, стр. 135-137

Селективность реакций — Студопедия

Во многих случаях в органическом соединении присутствуют несколько неравноценных реакционных центров. В зависимости от строения продуктов реакции говорят о региоселективности, хемоселективности и стереоселективности реакции.

Региоселективность — предпочтительное протекание реакции по одному из нескольких реакционных центров молекулы.

Например, при взаимодействии пропана с бромом при УФ облучении в реакции преимущественно участвует один реакцион­ный центр — связь С—Н вторичного атома углерода.

СН3—СН2—СН3 + Вr2hv120°С СН3—СНВr—СН3 + НВr

Пропан 2-Бромпропан

Второй возможный изомер, 1-бромпропан, в этом процессе прак­тически не образуется.

Хемоселективность — предпочтительное протекание реакции по одной из родственных функциональных групп.

Например, из двух нижеприведенных реакций с участием п-гидроксибензилового спирта только взаимодействие его с гидроксидом натрия относится к хемоселективным процессам.

Стереоселективность — предпочтительное образование в реак­ции одного из нескольких возможных стереоизомеров.

Например, при катализируемом ферментом присоединении воды к фумаровой кислоте in vivo образуется только один из двух возможных здесь стереоизомеров — L-яблочная кислота

На способность соединений вступать в реакции также оказывают влияние индукционный и мезомерный эффекты заместителей.

Контрольные задания

1. Какая из кислот обладает самыми сильными кислотными свойствами:



а) уксусная; б) трибромуксусная; в) бромуксусная; г) стеариновая?

2. Какой электронный эффект атома галогена является причиной изменения кислотности у галогенсодержащих кислот: 1) положительный индукционный, 2) отрицательный индукционный, 3) положительный мезомерный, 4) отрицательный мезомерный?

3. Какое из соединений обладает более выраженными основными свойствами:

а) метиламин, б) диметиламин, в) анилин, г) 4-нитроанилин.

4. Укажите электронные эффекты (электронный эффект) метильного радикала:

1) положительный мезомерный; 2) отрицательный мезомерный; 3) нет эффекта,

4) положительный индуктивный; 5) отрицательный индуктивный.

5. К какому типу относится реакция гидролиза галогенпроизводных углеводородов:

СН3–СН2С1 + NaOH(водный р-р) ® СН3–СН2ОН + NaC1

а) электрофильное присоединение; б) нуклеофильное замещение;

в) элиминирование; г) электрофильное замещение; д) радикальное замещение.

6. По какому механизму протекает реакция синтеза кислоты из альдегида:

а) радикального замещения; б) нуклеофильного присоединения;

в) радикального присоединения; в) электрофильного присоединения;

г) электрофильного замещения; д) окисления-восстановления?

7. При обесцвечивании пропеном бромной воды образуется: 1,2-дибромпропан

К какому типу реакций относится взаимодействие пропена с водой в присутствии серной кислоты: 1) замещение; 2) элиминирование; 3) разложение; 4) присоединение

Селективность процесса и конверсия вещества. Задачи 53

 

Селективность процесса окисления этилена в этиленоксид

 

Задача 53.

В промышленных условиях окисление этилена в этиленоксид? осуществляют в трубчатых реакторах с  неподвижным слоем серебряного катализатора. В качестве окислителя используют кислород. Исходная газовая смесь содержит 15-30% этилена, 6-8% кислорода, остальное — азот и метан(газы-разбавители). Окисление проводят  при температуре около 230, давление 2МПа,  времени контакта- 1с. Сколько этиленоксида получают из 1т  этилена при конверсия1 по этилену  13% и селективности процесса2 82%?.
Решение:

М(С2Н4) = 28,05 г/моль;

МС2Н4О) = 44,05 г/моль.

Общая схема реакции имеет вид:

2Н4 + 6О2 = 6(С2Н4)О = 2СО2 + 2Н2О

Из уравнения реакции вытекает, что из 7 моль или 196 г (7 . 28 = 196) этилена образуется 6 моль или 264 г (6 .44 = 264) этиленоксида. Учитывая конверсию по этилену и селективность процесса рассчитаем сколько этиленоксида получают из 1т этилена, получим:

[1000 . 0,13 . 0,82]/196 = 143,6 кг.

Ответ: 143,6 кг.

 


Реакция этановой  кислоты с мелом

Задача 54.

Рассчитайте объём газа (н.у.), который выделяется при взаимодействии раствора, содержащего 39,6г этановой  кислоты с мелом массой 82,5 г, что содержит 80% кальций карбоната. 
Решение:

М(СН3СООН) = 60,052 г/моль;

m(СН3СООН) = 39,6 г;

М(СаСО3) = 100,0869 г/моль.

w%(СаСО3) = 80% или 0,8;

mпробы(СаСО3) = 82,5 г;

V(CO2) = ?

Уравнение реакции имеет вид:

2CH3COOH +  СаСО3 = (CH3COO)2Ca + H2O + CO2 

Из данного уравнения вытекает, что из 2 молей и 1 моль СаСО3 образуется 1 моль CO2.

Отсюда

2n(СН3СООН) = n(СаСО3) = n(CO2).

Рассчитаем количество СН3СООН и СаСО3, взятые для проведения реакции, получим:

n(СН3СООН) = m(СН3СООН)/M(СН3СООН) = 39,6/60,052 = 0,659 моль;

n(СаСО3) = [m(СаСО3) . w%(СаСО3)]/M(СаСО3) = (82,5 . 0,8)/100,0869 = 0,659 моль.

Так как уксусная кислота и карбонат кальция для проведения реакции взяты в одинаковых количествах (0,659 моль), то расчет объема углекислого газа будем вести по уксусной кислоте, взятой в недостатке, потому что ее надо взять в два раза больше. По уравнению реакции 2n(СН3СООН) = n(CO2).

Тогда

n(CO2) = 1/2n(СН3СООН) = (1/2 . 0,659) = 0,2845 моль.

Отсюда

V(CO2) = n(CO2) . Vm = 0,2845 . 22,4 = 6,3728 л.

Ответ: V(CO2) = 6,3728 л.

 


Названия высокомолекулярных карбоновых кислот

Задача 55.

Составьте химические формулы следующих высокомолекулярных кислот: геннонаконтановая кислота; дононаконтановая кислота; тринонаконтановая кислота; тетранонаконтановая кислота; пентанонаконтановая кислота; гексанонаконтановая кислота; гептанонаконтановая кислота; октононаконтановая кислота; нонанонаконтановая кислота.
Решение:

C91H182O2  —  Геннонаконтановая кислота;

C92H184O2  —  Дононаконтановая кислота;

C93H186O2  —  Тринонаконтановая кислота;

C94H188O2  —  Тетранонаконтановая кислота;

C95H190O2  —  Пентанонаконтановая кислота;

C96H192O2  —  Гексанонаконтановая кислота;

C97H194O2  —  Гептанонаконтановая кислота;

C98H196O2  —  Октононаконтановая кислота;

C99H198O2  —  Нонанонаконтановая кислота.


1Степенью превращения ХА (конверсией) сырья называется отношение массы сырья (mАt), вступившего в химическое превращение за время t, к исходной массе его mАо:

ХА = (mАо — mАt)/mАо.

2Селективностью называется отношение массы целевого продукта к общей массе продуктов, полученных в данном процессе, или к массе превращенного сырья за время реакции. Селективность процесса показывает, какая доля превратившегося исходного вещества пошла на образование заданного.

Направление и селективность химической реакции

Направление
химической реакции определяется
совокупностью многих факторов.

1)
Статические факторы.
Реакционная способность соединений
существенно зависит от распределения
в их молекулах частичных электрических
зарядов, которые, в свою очередь,
определяются электронными эффектами
заместителей и наличием сопряженных и
ароматических фрагментов. Характерная
для большинства соединений неравномерность
в распределении электронной плотности
является причиной появления в молекулах
реакционных центров, предопределяющих
направление атаки тем или иным реагентом
(электронный фактор).

Рассмотрим
в качестве примера реакцию щелочного
гидролиза, протекающую по механизму
нуклеофильного замещения:

СН3СН2СН2Cl
+ NaОН

СН3СН2СН2ОН
+ NaCl

1-хлорпропан гидроксид натрия
1-пропанол хлорид натрия

Атом
галогена в 1-хлорпропане, будучи более
электроотрицательным, оттягивает на
себя электронную пару, обслуживающую
связь хлор – углерод. Вследствие этого
на атоме галогена появляется частичный
отрицательный заряд, а на атоме углерода
– положительный. Поэтому нуклеофильная
частица ОН
атакует именно тот атом углерода, который
связан с атомом галогена.

Пространственное
строение молекулы определяет
пространственный
(стерический) фактор,
при наличии которого из-за относительно
большого пространственного объема
заместителей, окружающих реакционный
центр, к нему может быть затруднен подход
атакующей частицы. При этом реакция
либо не будет осуществляться совсем,
либо будет идти по иному пути с участием
другого, более доступного реакционного
центра, если, конечно, он имеется в
молекуле.

Например,
при сульфированиии
сульфохлорировании алканов атомы
водорода у третичного атома углерода
не замещаются, реакция протекает по
вторичному или первичному атомам.

2)
Динамические факторы.
Многостадийные процессы обычно включают
стадии промежуточного образования
нестабильных интермедиатов, обладающих
высокой реакционной способностью. Часто
можно предположить образование не
одного, а нескольких интермедиатов.
Реакция предпочтительно будет проходить
через стадию образования относительно
более устойчивого интермедиата.
Относительная устойчивость интермедиатов,
в частности, часто выступающих в качестве
высокореакционных промежуточных частиц
карбокатионов, карбанионов и свободных
радикалов, определяется возможностью
делокализации в этих частицах дробного
электрического заряда.

Так, например,
галогенирование алканов протекает,
преимущественно по третичному атому
углерода. Одной из причин этого является
большая устойчивость образующегося
интермедиата – третичного радикала.

3)
Селективность реакций.Во
многих случаях в органическом соединении
присутствуют несколько неравноценных
реакционных центров. Следовательно,
реакция может протекать с образованием
продуктов различного строения. В
зависимости от строения продуктов
реакции говорят о региоселективности,
хемоселективности и стереоселективности
реакции.

Региоселективность
– предпочтительное
протекание реакции по одному из нескольких
реакционных центров молекулы.

Например, при
взаимодействии пропана с бромом есть
два различных реакционных центра:
вторичный и первичный атомы углерода.
При УФ-облучении в реакции преимущественно
участвует один реакционный центр –
связь С–Н вторичного атома углерода.

СН3
СН2
СН3
+ Вr2СН3
СНВr

СН3
+ НВr

пропан
2-бромпропан

Второй
возможный изомер, 1-бромпропан, в этом
процессе практически не образуется.

Хемоселективность
– предпочтительное
протекание реакции по одной из родственных
функциональных групп.

Например,
из двух нижеприведенных реакций с
участием п-гидроксибензилового спирта
только взаимодействие его с гидроксидом
натрия относится к хемоселективным
процессам. Гидроксид натрия является
более слабым основанием, чем металлический
натрий, поэтому преимущественно реагирует
с гидроксильной группой, обладающей
более высокой кислотностью.

Стереоселективность
– предпочтительное
образование в реакции одного из нескольких
возможных стереоизомеров.

Например,
при катализируемом ферментом присоединении
воды к фумаровой (транс-бутендиовой)
кислоте в организме образуется только
один из двух возможных здесь L-
и D-
стереоизомеров – L-яблочная
кислота:

На способность
соединений вступать в реакции также
оказывают влияние индуктивный и
мезомерный эффекты заместителей.

Контрольные
вопросы

1. Скорость
этерификации для первичных спиртов
выше, чем для третичных. Влиянием какого
фактора это объясняется?

2. При взаимодействии
1-бутена с бромоводородом получается,
преимущественно, 2-бромбутан, а не
1-бромбутан. следует считать эту реакцию
регио- или хемоселективной?

3. Какие электронные
эффекты проявляет нитрогруппа в
п-нитротолуоле и нитроэтане? А гидроксильная
группа в этаноле и феноле?

4. Атом углерода в
хлорметане обладает частичным
положительным зарядом. Какой электронный
эффект галогена является причиной этого
заряда?

селективность — Химическая энциклопедия


Источник:
Химическая энциклопедия
на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. селективность —
    Селективность, селективности, селективности, селективностей, селективности, селективностям, селективность, селективности, селективностью, селективностями, селективности, селективностях
    Грамматический словарь Зализняка
  2. селективность —
    орф. селективность, -и
    Орфографический словарь Лопатина
  3. селективность —
    сущ., кол-во синонимов: 2 избирательность 2 способность производить отбор 1
    Словарь синонимов русского языка
  4. селективность —
    • высокая ~
    Словарь русской идиоматики
  5. СЕЛЕКТИВНОСТЬ —
    СЕЛЕКТИВНОСТЬ (избирательность) радиоприемника — его способность выделять полезный радиосигнал на фоне посторонних электромагнитных колебаний (помех). Параметр, характеризующий эту способность количественно. Наиболее распространена частотная селективность.
    Большой энциклопедический словарь
  6. селективность —
    СЕЛЕКТИВНОСТЬ и, ж. sélectif,-ve adj., sélectivivté f. спец. Способность производить отбор; избирательность. Селективность радиоприемника. БАС-1.
    Словарь галлицизмов русского языка
  7. селективность —
    -и, ж. спец. Избирательность. Селективность радиоприемника.
    Малый академический словарь
  8. селективность —
    селективность ж. Отвлеч. сущ. по прил. селективный
    Толковый словарь Ефремовой
  9. селективность —
    [< лат. selectio выбор, отбор] – способность радиоприёмника при настройке его на принимаемую радиостанцию отзываться лишь на радиосигналы этой станции и не отзываться на сигналы других станций, передающих на волнах другой длины.
    Большой словарь иностранных слов

Селективность в аналитической химии Рекомендации по ее использованию

Ультрафиолетовая спектроскопия

Ультрафиолетовая спектроскопия. Длина волны УФ и видимого света значительно короче длины волны инфракрасного излучения.УФ-спектр находится в диапазоне от 100 до 400 нм. Спектрофотометр UV-Vis

Дополнительная информация

Молекулярная спектроскопия

Молекулярная спектроскопия. УФ-видимая спектроскопия. Характеристики поглощения некоторых распространенных хромофоров. УФ-видимая спектроскопия. Характеристики поглощения ароматических соединений. УФ-видимая спектроскопия. Эффект расширенного

.

Дополнительная информация

ЖХ-МС / МС для хроматографов

ЖХ-МС / МС для хроматографов. Введение в использование ЖХ-МС / МС с акцентом на анализ лекарственных препаратов в биологических матрицах. ЖХ-МС / МС для хроматографов. Введение в использование ЖХ-МС / МС,

.

Дополнительная информация

13С ЯМР-спектроскопия

Спектроскопия ЯМР 13 C Введение Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) является наиболее мощным инструментом для определения структуры.Ядро с нечетным числом протонов, нечетное число

Дополнительная информация

ME6130 Введение в CFD 1-1

ME6130 Введение в CFD 1-1 Что такое CFD? Вычислительная гидродинамика (CFD) — это наука о прогнозировании потока жидкости, тепломассопереноса, химических реакций и связанных с ними явлений путем численного решения

Дополнительная информация

НАЗВАНИЕ КУРСА ОПИСАНИЕ КУРСА

НАЗВАНИЕ КУРСА ОПИСАНИЕ КУРСА CH-00X ХИМИЯ ВЫХОДНОЕ ИНТЕРВЬЮ Все выпускники должны встретиться с руководителем своего отдела / директором программы для завершения требований для получения степени.

Дополнительная информация

Устранение аналитического пробела

Устранение аналитического пробела Термический анализ предоставляет идеальные инструменты для определения характеристик всех видов органических и неорганических твердых веществ или жидкостей. Термодинамические переходы, термическая стабильность, разложение

Дополнительная информация

где h = 6,62 · 10-34 Дж · с

Электромагнитный спектр: см. Рисунок 12.1 Молекулярная спектроскопия: Поглощение электромагнитного излучения: Поглощение и испускание электромагнитного излучения связаны с явлениями на молекулярном уровне

Дополнительная информация

Клеевое соединение природного камня

Адгезионное соединение природного камня Раздел I: Основы теории адгезии камня Существует множество теорий относительно сил, которые действуют при формировании адгезионного соединения между двумя (2) различными

Дополнительная информация

AMD Analysis & Technology AG

Инструкция по применению AMD Analysis & Technology AG 120419 Автор: Карл-Хайнц Маурер APCI-MS Анализ следов летучих органических соединений в окружающем воздухе A) Введение Анализ следов летучих органических соединений

Дополнительная информация

Анализ закачки потока

Анализ впрыска потока Почти все анализы на основе реагентов можно масштабировать и автоматизировать с помощью анализа впрыска потока.Впервые FIA была описана в патенте, поданном в Дании Ружичкой и Хансеном в 1974 году. С

года.

Дополнительная информация

Коррозия меди в воде

Коррозия меди в воде Центр электрохимических наук и технологий Дигби Д. Макдональда, факультет материаловедения и инженерии, Государственный университет Пенсильвании, 209, Университет Стейдла, корп.

Дополнительная информация

ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ (ИК)

ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ (ИК) Теория и интерпретация ИК-спектров ЗАДАННЫЕ ЧТЕНИЯ Введение в методику 25 (стр.833-834 в лабораторном учебнике) Использование инфракрасного спектра (стр. 847-853) См. Страницы

Дополнительная информация

ОЛИВЕР БАНХИДИ 1. Введение

Материаловедение и инженерия, Том 39, № 1 (2014), стр. 5 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУРЬМО- И СТРОНЦИОННОГО СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ С ПОМОЩЬЮ ИНДУКТИВНО СВЯЗАННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ ИЗЛУЧЕНИЯ АТОМОВ ПЛАЗМЫ

Дополнительная информация

3 — Атомно-абсорбционная спектроскопия

3 — Атомно-абсорбционная спектроскопия. Введение. В атомно-абсорбционной спектроскопии (АА) используется поглощение света для измерения концентрации атомов в газовой фазе.Поскольку образцы обычно жидкие или твердые,

Дополнительная информация

Теория групп и химия

Краткое содержание теории групп и химии: комбинационная спектроскопия и инфракрасная спектроскопия Операции симметрии Группы точек и символы Шенфлиса Функциональное пространство и матричное представление Приводимое и неприводимое представление

Дополнительная информация

Использование производной спектроскопии

Использование производной спектроскопии Примечание по применению УФ-видимая спектроскопия Энтони Дж.В спектроскопии производных Оуэна используются первые или более высокие производные оптической плотности по длине волны для качественного определения

.

Дополнительная информация

Кинетика атмосферного озона

Кинетика атмосферного озона Озон является второстепенным компонентом земной атмосферы (0,02 0,1 частей на миллион в зависимости от объема (ppm v)), но он играет важную роль в поддержании жизни на Земле.

Дополнительная информация

Лекция по рамановской спектроскопии

Лекция по рамановской спектроскопии Лицензионный курс по измерительной науке и технике Весна 2008 г. 10.04.2008 Антти Кивиоя Содержание — Введение — Что такое рамановская спектроскопия? — Теория рамановской спектроскопии

Дополнительная информация

Масс-спектрометрия вторичных ионов

Масс-спектрометрия вторичных ионов ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ГЛУБИННОМУ ПРОФИЛИРОВАНИЮ И АНАЛИЗУ МАСШТАБНЫХ ПРИМЕСЕЙ R. G. Wilson Hughes Research Laboratories, Малибу, Калифорния Ф. А. Стиви, AT&T Bell Laboratories, Аллентаун,

Дополнительная информация

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (THERM)

УНИВЕРСИТЕТ СЮРРЕИ ОТДЕЛЕНИЕ ФИЗИКИ Уровень 2 Классический лабораторный эксперимент ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (THERM) Цели В этом эксперименте вы исследуете основные характеристики теплового излучения,

Дополнительная информация

.

Селективное или конкретное — Master Organic Chemistry

Многие из преобразований, с которыми вы столкнетесь, могут привести к созданию множества продуктов — изомеров — из одного исходного материала. Например, реакции, показанные на чертеже (я оставил неясными фактические реагенты), могут образовывать смесь конституциональных изомеров (то есть региоизомеров), диастереомеров или энантиомеров.

Потенциал этих реакций с образованием множества продуктов является одновременно проклятием и возможностью.Проклятие в том, что у нас есть возможность создавать несколько продуктов, каждый из которых должен быть отделен друг от друга. Но это возможность в этом , если мы сможем разработать реакции, которые могут давать один изомер по сравнению с другим (и наоборот), у нас есть очень полезный инструмент: мы можем начать с простого исходного материала, такого как алкин, и преобразовать он превращается в несколько сложных продуктов через серию селективных реакций. Это очень мощно. (По этой причине я люблю говорить, что алкины похожи на чистый холст — вы можете украсить их множеством разных способов).

А вот и часть терминологии органической химии, которая может сбить с толку людей. У нас может быть селективных реакций и специфических реакций. Селективный означает «в основном» или «почти все». Конкретный означает «все». «Селективный» означает наличие факторов, которые благоприятствуют одному продукту по сравнению с другим, в то время как «конкретный» обычно является признаком того, что в механизме есть что-то, что приводит к только одному продукту.

Это может звучать как семантика, но есть некоторые разногласия по поводу того, где провести черту для «выборочного».Например, является ли реакция, которая дает вам соотношение 99: 1, избирательной или специфической? Я нахожусь в лагере, который считает, что 99: 1 просто «очень избирательно». Специфические реакции 100: 0. Я всегда очень осторожен, чтобы не использовать «специфический» там, где «выборочный» было бы достаточно. Мнение вашего преподавателя (или учебника) может отличаться.

Давайте посмотрим на некоторые селективные реакции:

Региоселективные реакции : здесь исходный материал образует два (или более) структурных изомера, и один преобладает.Хорошим примером является добавление воды Марковникова. В основном продукте произошло присоединение наиболее замещенного углерода. Механизм не исключает наличие небольшого количества второстепенного структурного изомера. (Обратите внимание, что эта реакция, как показано, образует смесь энантиомеров 50:50. Она региоселективна, но не энантиоселективна.) Гидроборирование — еще один пример региоселективной реакции: она очень селективна в отношении менее замещенных спиртов. Как я уже сказал, некоторые инструкторы могут счесть эту реакцию регионоспецифичной, даже если она> 99: 1.Я бы сказал, что это просто в высшей степени региоселективное.

Стереоселективная реакций: Пример стереоселективной реакции показан на следующем рисунке. В показанном велосипеде 2.2.1 атака перкислоты с верхней поверхности является очень предпочтительной, что приводит к преимущественному образованию эпоксида слева. Справа также небольшое количество эпоксида.

Стереоспецифические реакции : Прекрасный пример стереоспецифической реакции показан на третьем рисунке.Поскольку SN2 проходит через инверсию (100%), данный исходный материал будет производить продукт с перевернутой стереохимией. Второй исходный материал (энантиомер указанного выше) будет производить энантиомер (100%). Два разных изомера проходят через один и тот же реакционный коллектор, чтобы получить два разных энантиомера. Не происходит «утечки» одного в другое.

На самом деле существует довольно много примеров других стереоспецифических реакций. Реакция гидроборирования является одной (цис-присоединение), как и каталитическое гидрирование (дает цис-продукты), присоединение брома к двойным связям (анти-продукты), эпоксидирование, циклопропанирование, реакция Дильса-Альдера и многое другое.

Существуют также реакции, которые являются энантиоселективными . В Org 1 / Org 2 они не так много освещены, но Нобелевская премия по химии 2001 г. была присуждена Нойори, Шарплесу и Ноулзу за разработку некоторых ключевых энантиоселективных реакций. Одни из самых передовых в области органической химии, происходящих в настоящее время, связаны с разработкой высокоэнантиоселективных реакций.

Концепция селективности не ограничивается одним типом изомера. У вас может быть региоселективная реакция, которая не является стереоселективной (например, Марковниковское добавление воды к алкенам), а также региоселективные реакции, которые также являются стереоселективными (например, гидроборирование. Фактически, были разработаны энантиоселективные гидроборации, которые, следовательно, являются региоселективными, стереоселективными ( для продукта син-присоединения) и энантиоселективны. Это зависит от того, какие изомеры вы можете образовать из вашего субстрата.

.

Региоселективность в реакциях присоединения алкенов — Master Organic Chemistry

Реакции присоединения алкенов: региоселективность

В предыдущем посте о добавлении мы говорили о ключевом паттерне реакций присоединения [разорвать CC π, образовать две новые связи с соседними углерода] и что это точная противоположная паттерну реакций элиминирования, который мы прошли ранее.

Поскольку реакции присоединения алкена образуют связи с двумя соседними атомами углерода , , если две новые одинарные связи, которые образуются с разными атомами, мы, следовательно, имеем потенциал для образования изомеров .

Содержание

  1. Убедитесь, что вы можете распознать «скрытые» водороды
  2. Что такое «региоизомеры»?
  3. Многие реакции имеют сильное предпочтение для образования одного «региоизомера» перед другим. Это свойство называется «региоселективностью».
  4. Гидроборирование: еще один пример «региоселективной» реакции
  5. Образование «галогидринов» является региоселективным
  6. Не все реакции присоединения дают региоизомеры
  7. Резюме: Региоселективность в реакциях присоединения алкенов
  8. Примечания

1.Убедитесь, что вы можете распознать «скрытые» водороды

В дальнейшем мы собираемся использовать множество структурных сокращений. Поэтому полезно иметь возможность видеть «скрытые» (или «неявные») водороды, которые присутствуют, когда вы смотрите на алкены (и алканы в этом отношении):

2. Что такое «региоизомеры»?

Этот пост посвящен одному из важных следствий реакций алкенов, которые не действовали на реакции замещения и кислотно-основные реакции: региоселективность.

Подробнее об этом через секунду. Вспомните реакции замещения. Когда происходит реакция замещения, обычно происходит замена одной связи на другую на том же углероде . Смежные атомы не задействованы [одно исключение, см. Примечание 1].

При реакциях присоединения у нас есть возможность воздействовать на на два соседних атома углерода . Если две новые одинарные связи, которые образуются, относятся к разным атомам, значит, у нас есть потенциал для образования изомеров .

Взгляните, например, на эту реакцию.

Обратите внимание, как здесь нарисованы два продукта? Продукт слева представляет собой 2-бромпропан, а продукт справа — 1-бромпропан.

Как эти соединения связаны друг с другом? Это конституционных изомеров [та же молекулярная формула, разные связи]. Однако в контексте реакций присоединения мы можем использовать другое название, чтобы описать взаимосвязь между этими молекулами. Поскольку H и Br в каждом случае присоединяются к разным участкам двойной связи, их также можно назвать региоизомерами .

3. Многие реакции имеют сильное предпочтение для образования одного «региоизомера» перед другим. Это свойство называется «региоселективностью».

Как оказалось, очень редко два региоизомера образуются с равными выходами. Фактически, многие реакции имеют сильное предпочтение для образования одного региоизомера по сравнению с другим, свойство, называемое « региоселективность ». Добавление HBr к алкенам является прекрасным примером. Как мы увидим позже, структура алкена играет ключевую роль в определении предпочтительного продукта.

Обратите внимание, как в основном продукте мы образовали 1-бром-1-метилциклогексан, а в второстепенном продукте — 2-бром-1-метилциклогексан.

Если вы прямо сейчас не понимаете, как работает эта реакция, ничего страшного! В следующей публикации мы рассмотрим детали «как» и «почему». А пока просто сосредоточьтесь на том, «что» — возможность увидеть образованные и разорванные связи и признать, что эти два продукта являются изомерами друг друга.

[Механизм см. В этом посте: Механизмы реакции алкенов — путь «карбокации»]

4.Гидроборирование: еще один пример «региоселективной» реакции

Вот экспериментальный результат другой реакции, называемой «гидроборирование», где мы обрабатываем алкен бораном (BH 3 ), а затем гидроксидом натрия и перекисью водорода. Опять же, мы скоро поговорим о механизме, но пока сосредоточимся на моделях облигаций [опять же, пока не нужно беспокоиться о черточках / клиньях — все в свое время].

Снова обратите внимание, как мы здесь формируем региоизомеры.В этой реакции было замечено, что продукт слева образуется с гораздо более высоким выходом, чем продукт справа. [Механизм описан здесь: Гидроборирование алкенов — Механизм]

5. Образование «галогидринов» также региоселективно.

Вот еще один пример реакции, называемой «образование галогидрина». Обратите внимание на размещение OH и Br. Видите, чем они отличаются? Продукт слева является предпочтительным.

Чтобы узнать о механизме, см. «Алкеновые механизмы — путь« трехчленного кольца »».

6. Не все реакции присоединения дают региоизомеры

Не все реакции присоединения дают региоизомеры. Например, «гидрирование» — обработка алкенов металлическим катализатором (палладий над углеродом или Pd / C) и газообразным водородом — дает следующий продукт. Поскольку мы формируем связи C-H по обе стороны от алкена, здесь невозможно образовать региоизомеры.

То же самое и в случае добавления брома (Br 2 ) к алкенам.Поскольку мы формируем C-Br на обоих атомах углерода, региоселективность здесь не проблема.

7. Резюме: Региоселективность в реакциях добавления алкенов

Итог, который я бы хотел, чтобы студент вычеркнул из этого сообщения, следующий:

  1. Вернитесь вверх по странице и посмотрите на продукты каждой реакции — обратите внимание, как каждая из них следует ключевой схеме добавления (разрыв CC π, образование двух новых одинарных связей с углеродом)
  2. Уметь идентифицировать региоизомеры… и быть восприимчивыми к этой концепции, потому что это будет ключевой особенностью реакции сложения!

В следующем посте мы рассмотрим те же реакции, но сосредоточимся на черточках и клиньях — другими словами, их «стереохимии».Это будет вторая большая концепция, на которую нужно обратить внимание дополнительно на реакции.

СЛЕДУЮЩАЯ ЗАПИСЬ: Реакции присоединения — стереохимия


Примечания

[Примечание 1 — за исключением реакций замещения, которые происходят с перегруппировкой, которые действительно включают соседние атомы углерода]

ИЮПАК определяет «региоселективность» следующим образом: « Региоселективная реакция. — это направление, в котором одно направление образования или разрыва связи происходит предпочтительно по сравнению со всеми другими возможными направлениями.» Источник: IUPAC

.

Стереоселективность в реакциях присоединения алкенов: Syn vs Anti Addition

Стереоселективность в реакциях присоединения алкенов: «Syn» против «Anti»

В последнем посте о реакциях присоединения алкенов мы обсудили одну из двух ключевых тем, на которые следует обратить внимание. кроме того, реакции: региохимия (другими словами — какое предпочтительное направление разрывает пи-связь). Этот пост посвящен второй ключевой теме в добавлении реакций алкенов: стереохимии .

Мы собираемся рассмотреть три ключевые реакции алкенов и посмотреть, как каждая из них демонстрирует различные стереохимические закономерности в дополнение к реакциям присоединения.

Содержание

  1. Собрание наблюдений за реакцией стереохимии присоединения алкенов, которую никто не предсказывал заранее
  2. Добавление H-Br к алкенам не является стереоселективным и дает примерно равную смесь «Syn» и « Продукты Anti
  3. Добавление брома к алкенам является стереоселективным, давая «анти» стереохимию присоединения
  4. Гидрирование алкенов с помощью Pd-C и H 2 является селективным для стереохимии присоединения
  5. Резюме: стереоселективность в реакциях присоединения алкенов

1.Набор наблюдений, которые никто не предсказывал заранее, пока не провели эксперимент

Эти три реакции, которые мы рассмотрим сегодня, — это добавление HBr, бромирование с помощью Br 2 и гидрирование с помощью Pd-C и H 2 . Однако позже мы увидим, что каждая из этих реакций характерна для определенного «семейства» реакционной способности реакций присоединения. (Путь карбокатиона, путь «3-членного кольца» и «согласованный путь»)

Помните, это результаты эксперимента . Это наблюдений. Без предварительных знаний невозможно предсказать из первых принципов, как они будут протекать — те, кто обнаружил эти реакции в конце 1800-х — начале 1900-х годов, не знали того, что мы знаем сейчас.

Позже мы будем использовать это свидетельство, чтобы выдвинуть гипотезы о том, как работают эти реакции. Давайте посмотрим.

2. Добавление H-Br к алкенам не является стереоселективным и дает примерно равную смесь «Syn» и «анти» продуктов

Первый пример: возьмем циклическую молекулу, такую ​​как 1,2-диметилциклогексен, и обработаем ее бромистоводородная кислота (HBr).Вот что мы получаем.

В предыдущем посте я сказал игнорировать все тире и клинья, потому что мы разберемся с ними позже. «Позже» сейчас! Изучите размещение добавленных букв H и Br. Обратите внимание, как в левом продукте H и Br находятся на , противоположных сторонах кольца, тогда как в правом продукте они находятся на той же стороне ? Эти два соединения не одно и то же — это «стереоизомеры». «Связность» каждой молекулы одинакова, но они различаются своей ориентацией в пространстве!

В продукте слева Br и H находятся на противоположных сторонах кольца.Другими словами, H и Br добавлены к напротив граней исходного алкена. Наш термин для обозначения этих отношений — «анти» *. В продукте справа Br и H находятся на одной стороне кольца (и поэтому добавлены к той же грани алкена). Наш термин для обозначения этих отношений — «син».

Итак, особенность этой реакции состоит в том, что она дает смесь син- и анти-продуктов. В этом примере они существуют примерно в равных количествах, но дело в том, что механизм не избирательно, доставляет либо син-, либо анти-продукт.Любой механизм, который мы предлагаем для этой реакции, должен быть в состоянии объяснить, почему мы получаем смесь этих двух продуктов.

3. Добавление брома (Br 2 ) к алкенам является стереоселективным, давая «анти» стереохимию присоединения

Давайте теперь посмотрим на другую реакцию. Когда мы обрабатываем алкен галогеном, таким как Br 2 (часто в галогенированном растворителе, таком как CH 2 Cl 2 или CCl 4 ), мы получаем следующий продукт с использованием 1,2-диметилциклогексена.

Еще раз обратите внимание на черточки и клинья. Здесь обратите внимание, что мы наблюдаем только «анти» продукт и нет «син» продукта. Другими словами, реакция очень -селективная для одного стереоизомера по сравнению с другим. Мы могли бы пойти еще дальше и сказать, что из-за полного отсутствия продукта «син» реакция является стереоспецифической для «анти». Образуется только один тип стереоизомера.

Мы увидим, что эта картина наблюдается для других реагентов, подобных Br 2 .Опять же, любой предлагаемый нами механизм должен будет учитывать тот факт, что мы только получаем «анти» продукт, а не «син».

4. Гидрирование алкенов с помощью Pd-C и H 2 является селективным для стереохимии «Syn» присоединения

Наконец, давайте посмотрим на третью категорию реакций присоединения. Когда 1,2-диметилциклогексан обрабатывают газообразным водородом и палладиевым катализатором (Pd-C), результат выглядит следующим образом:

Обратите внимание, что единственным продуктом этой реакции является тот, в котором два атома водорода добавлены к одной поверхности. алкена («син» стереоселективность).Продукт, в котором атомы водорода присоединяются к противоположным сторонам, не наблюдается. Опять же, это пример высокоселективной реакции . Механизм снова должен будет объяснить, почему мы получаем только син-продукт этой реакции, а не анти-продукт.

5. Резюме: Стереоселективность для Syn vs Anti-продуктов в реакциях присоединения алкенов

Ключевым моментом этого поста является уделить пристальное внимание стереохимии реакций присоединения.

Существуют три ключевые категории путей реакции алкена:

  • нестереоселективная смесь син-анти-продуктов (например, H-Br в алкен)
  • реакции, стереоселективные в отношении анти-продукта (например, Br2 в алкен)
  • реакций, которые являются стереоселективными по отношению к син-продукту (например, Pd-C / h3 в алкен)

Различные реагенты могут привести к очень разным стереохимическим результатам — момент, который часто проверяется преподавателями органической химии.Стереохимия — действительно ключевая тема Организации 1!

В следующем посте мы рассмотрим некоторые из этих реакций более подробно.

СЛЕДУЮЩИЙ ЗАПИСЬ — Правило Марковникова

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *