活性中間體
活性中間體(或中間體/活性中間物)是化學反應過程中產生的存在時間短,能量高,高反應性的分子。當反應產生時會快速的轉變成更穩定的分子,只有在特殊情況下才能將其分離出來並儲存,比如低溫。中間體的存在能夠幫助解釋部分化學反應如何進行。多數化學反應為多步反應,即反應不會一次完成。且活性中間體高能量,不穩定,容易再反應變成產物。有機化學中,活性常見的活性中間體有碳正離子、碳負離子、自由基和卡賓等。活性中間體通常難以分離,並且只能通過光譜手段觀測。有些分步進行的合成路徑涉及較穩定的中間體,例如格氏試劑的製備,碳負離子、醚和與鎂離子形成絡合物,穩定了碳負離子中間體。
目錄
簡介
活性中間體 在有機反應中,反應物分子往往先形成碳正離子、碳負離子、游離基、碳烯等活性大、壽命短的中間體,稱為活性中間體。活性中間體一般都能迅速變成反應產物。活性中間體在常溫下一般不易分離和檢驗,但通過動力學等研究手段可推測其存在。有些則可在特殊的實驗條件下,進行分離和檢驗。在有機反應歷程的研究中,需要說明反應物如何變成活性中間體,活性中間體又如何變成產物。因而活性中間體的確定是有機反應歷程研究中的重要環節。 對於極性反應,其活性中間體往往是正離子或負離子。而對於自由基反應,其活性中間體為自由基。同環反應沒有活性中間體活性中間體產生和存在的最主要因素就是分子的結構,活性中間體能穩定存在是其容易生成的先決條件,而活性中問體穩定存在的主要原因是電荷的分散程度。
評價
自由基反應與極性反應、同環反應並列為三種主要化學反應機理。自由基是具有未成對電子的順磁性物質,可以產生電子自旋共振譜,因此一般用電子自旋共振譜(ESR)來檢測自由基,也可用自由基捕捉劑(spin trap)、核磁共振譜和自由基抑制劑來檢測自由基。 自由基反應機理包括三步:引發、傳遞和終止。自由基反應的速率取決於自由基濃度,而自由基濃度主要取決於引發劑的濃度,在動力學上為一級半反應。大多數有機化合物在高溫下可以均裂產生自由基,自由基產生難易取決於其離解能,而離解能的大小與分子結構有關: 1、與共軛體系相連的自由基比較穩定,因而有利於生成。如苄基自由基、烯丙基自由基易於生成。 2、支鏈越多,自由基越穩定,越容易生成。如烷基自由基穩定性為叔碳>仲碳>伯碳。 3、鍵長越長,原子間電負性差越小,則自由基越容易生成。如N、O、S、P等雜原子之間的單鍵一般鍵能較低。 總而言之,根據分子的結構,特別是共軛性和電荷分散性的特點,可判斷活性中間體的穩定性和生成難易。同樣,根據活性中間體的電荷分布狀態可判斷其不同機理的化學反應活性。 [1]
視頻
有機反應活性中間體概述