Побочная реакция

— Побочная реакция это химическая реакция , которая происходит одновременно с основной реакцией, но в меньшей степени. Это приводит к образованию побочного продукта , в результате чего выход основного продукта: снижается ^[1]

{\ce {{A}+B->[{k_{1}}]P1}}

{\ce {{A}+C->[{k_{2}}]P2}}

P ₁ является основным продуктом, если k ₁ > k ₂ . Побочный продукт P ₂ обычно нежелателен и должен быть отделен от основного продукта (обычно с помощью дорогостоящего процесса ).

В органическом синтезе

B и C из приведенных выше уравнений обычно представляют собой разные соединения . Однако это также могут быть просто разные позиции в одной и той же молекуле.

Побочную реакцию еще называют конкурирующей реакцией. ^[2]^[3] когда разные соединения (В, С) конкурируют за другой реагент (А). Если побочная реакция возникает примерно так же часто, как основная, говорят о параллельных реакциях. ^[4] (особенно в кинетике, см. ниже).

Могут быть и более сложные зависимости: Соединение А может обратимо, но быстро реагировать на вещество Б (со скоростью k ₁ ) или необратимо, но медленно (k ₁ > k ₋₁ >> k ₂ ) на вещество C:

{\ce {B<=>A->[{k_{2}}]C}}

Если предположить, что реакция на вещество С необратима, то оно термодинамически очень стабильно. В данном случае B — кинетическая, а C — термодинамический продукт реакции (см. также здесь ). ^[5]^[6]^[7] Если реакция проводится при низких температурах и прекращается через короткое время, говорят о кинетическом контроле, в первую очередь будет образовываться кинетический продукт Б. Когда реакция проводится при высоких температурах и в течение длительного времени (в этом случае имеется необходимая энергия активации реакции на С, постепенно образующаяся с течением времени), говорят о термодинамическом управлении; в первую очередь образуется термодинамический продукт C.

Условия возникновения побочных реакций

В органическом синтезе повышенные температуры обычно приводят к образованию большего количества побочных продуктов. Побочные продукты обычно нежелательны, поэтому предпочтительны низкие температуры («мягкие условия»). На соотношение между конкурирующими реакциями может влиять изменение температуры, поскольку их энергии активации в большинстве случаев различны. Реакции с высокой энергией активации могут ускоряться при повышении температуры сильнее, чем реакции с низкой энергией активации. Также состояние равновесия зависит от температуры. ^[8]

Реакции обнаружения могут быть искажены побочными реакциями.

Кинетика

Побочные реакции также описаны в кинетике реакций — разделе физической химии . Под побочными реакциями понимают сложную реакцию , поскольку общая реакция (основная реакция + побочная реакция) складывается из нескольких (не менее двух) элементарных реакций . ^[9] Другими сложными реакциями являются конкурирующие реакции, параллельные реакции, последовательные реакции, цепные реакции, обратимые реакции и т. д. ^[10]^{: 280–291}

Если одна реакция протекает значительно быстрее другой (k ₁ > k ₂ ), ее (k ₁ ) будем называть основной реакцией, другую (k ₂ ) – побочной. Если обе реакции примерно с одинаковой скоростью (k ₁ ≅ k ₂ ), говорят о параллельных реакциях. ^[4]

Если реакции ${\ce {{A}+B->[{k_{1}}]P1}}$ и ${\ce {{A}+C->[{k_{2}}]P2}}$ необратимо (без обратной реакции), то соотношение Р ₁ и Р ₂ соответствует относительной реакционной способности В и С по сравнению с А:

{\frac {\ce {[P1]}}{\ce {[P2]}}}={\frac {k_{1}[{\ce {B}}]}{k_{2}[{\ce {C}}]}}

См. также

Уравнение скорости § Параллельные или конкурентные реакции

Ссылки

^ «побочная реакция на merriam-webster.com» . Проверено 30 августа 2015 г.
^ «Конкурентная реакция на chemgapedia.de» . Проверено 30 августа 2015 г.
^ «Конкурсный ответ на Universal_lexikon.deacademic.com» . Проверено 30 августа 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б «4. Кинетика и катализ» (PDF) . Проверено 30 августа 2015 г.
^ «Кинетический и термодинамический контроль химических реакций на Chemgapedia.de» . Проверено 6 декабря 2015 г.
^ Джон Гилберт; Стивен Мартин, Экспериментальная органическая химия: мини- и микромасштабный подход (на немецком языке)
^ Роберт Г. Мортимер (2008), Физическая химия (на немецком языке), Academic Press
^ Клаус Шветлик (2009). Органикум: базовая органо-химическая стажировка (на немецком языке) (23-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH. п. 156. ИСБН 978-3-527-32292-3 .
^ «Сложные реакции на spektrum.de» . Проверено 30 августа 2015 г.
^ Зима, Клаус Чеслик, Хайко Зееманн, Роланд (2010). Базовые знания физической химии (4-е, дополненное изд.). Висбаден: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage, Висбаден. ISBN 9783834893598 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[1] «побочная реакция на merriam-webster.com» . Проверено 30 августа 2015 г.

[2] «Конкурентная реакция на chemgapedia.de» . Проверено 30 августа 2015 г.

[3] «Конкурсный ответ на Universal_lexikon.deacademic.com» . Проверено 30 августа 2015 г.

[:0-4] Jump up to: ^а ^б «4. Кинетика и катализ» (PDF) . Проверено 30 августа 2015 г.

[5] «Кинетический и термодинамический контроль химических реакций на Chemgapedia.de» . Проверено 6 декабря 2015 г.

[6] Джон Гилберт; Стивен Мартин, Экспериментальная органическая химия: мини- и микромасштабный подход (на немецком языке)

[7] Роберт Г. Мортимер (2008), Физическая химия (на немецком языке), Academic Press

[8] Клаус Шветлик (2009). Органикум: базовая органо-химическая стажировка (на немецком языке) (23-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH. п. 156. ИСБН 978-3-527-32292-3 .

[9] «Сложные реакции на spektrum.de» . Проверено 30 августа 2015 г.

[10] Зима, Клаус Чеслик, Хайко Зееманн, Роланд (2010). Базовые знания физической химии (4-е, дополненное изд.). Висбаден: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage, Висбаден. ISBN 9783834893598 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]