Общий кислотный и общий основной катализ
Органическая химия / Кислоты и основания / Органическая химия / Кислоты и основания / Общий кислотный и общий основной катализ Общий кислотный и общий основной катализ
Страница 1

Скорость реакций, катализируемых кислотами и основаниями, не во всех случаях контролируется только значением рН раствора. Например, гидролиз этилового эфира ортоуксусной кислоты в мягких условиях можно остановить на стадии этилацетата:

Эта реакция катализируется кислотами, но не катализируется основаниями. В

Эта реакция катализируется кислотами, но не катализируется основаниями. В мета-нитрофенолятном буферном растворе при фиксированном значении рН скорость реакции не постоянна, а увеличивается при концентрации буфера*. Это означает, что кроме Н3О+ реакция катализируется также недиссоциированным мета-нитрофенолом (АН). Общая скорость, таким образом, является суммой скоростей параллельных реакций, одна из которых катализируется Н3О+, другая АН, а третья, "некаталитическая", реакция на самом деле катализируется самой водой:

В данном случае к1=2,1.104, к2=1,7.10-3 и к3=10-7 л/моль.с.

В данном случае к1=2,1.104, к2=1,7.10-3 и к3=10-7 л/моль.с.

Рассмотренная реакция является примером общего кислотного катализа, который характеризуется тем, что катализатором является любая кислота (мета-нитрофенол, вода), присутствующая в растворе, а не только сопряженная кислота растворителя (Н3О+). Наблюдаемая константа скорости в случае общего кислотного катализа, таким образом, определяется выражением

Аналогично, общий основной катализ описывается уравнением

Аналогично, общий основной катализ описывается уравнением

где Вi - каждое конкретное основание, содержащееся в растворе. Примером такой

где Вi - каждое конкретное основание, содержащееся в растворе. Примером такой реакции является гидролиз уксусного ангидрида в водном ацетатном буфере:

Общий кислотный катализ обычно проявляется в том случае, когда перенос

Общий кислотный катализ обычно проявляется в том случае, когда перенос протона между субстратом и основанием является медленным процессом. Как правило, это характерно для СН-кислот и С-оснований (см. разд. 3.5.1). Рассмотрим несколько хорошо исследованных примеров.

Известно, что образование енолят-анионов, например, из ацетальдегида является медленным процессом:

Это приводит к кинетическому уравнению

Это приводит к кинетическому уравнению

скорость=кi[RH][Вi],

где RH - органический субстрат, в данном случае ацетальдегид, являющийся СН-кислотой. Если в растворе содержится несколько оснований Вi, то каждое из них катализирует реакцию путем отщепления протона от RH с собственной скоростью. Общая скорость реакции будет суммой скоростей этих отдельных реакций.

В кислотном гидролизе виниловых эфиров медленной стадией является присоединение протона по двойной связи, т.е. С-протонирование:

В этом случае действует общий кислотный катализ.

В этом случае действует общий кислотный катализ.

При енолизации ацетальдегида в буферных растворах сначала происходит быстрое протонирование по кислороду, а затем медленный перенос протона от углерода к основанию Аi-:

В этом случае скорость=к1к2[R][H3O+][Аi-].

В этом случае скорость=к1к2[R][H3O+][Аi-].

Страницы: 1 2

Смотрите также

Программа дисциплины "Энзимология"
...

Самоорганизация полимеров
Известно, что многие макромолекулы, содержащие атомные группы различной химической природы, способны самопроизвольно образовывать сложные трёхмерные ансамбли. Это явление называется самоорга ...

Глюкоза
...