Расщепление облигаций

В химии , расщепление связей или деление связей - это разделение химических связей . Это обычно можно назвать диссоциацией , когда молекула расщепляется на два или более фрагмента. ^{[ 1 ]}

В целом, есть две классификации для расщепления связей: Homo Lytic и Hetero Lytic , в зависимости от природы процесса. Энергии триплета и синглета -связи связи сигма могут быть использованы для определения того, будет ли связь с гомолитическим или гетеролитическим путем. ^{[ 2 ]} Связанка с металлом -металлом является исключением, поскольку энергия возбуждения связи чрезвычайно высока, поэтому не может быть использована в целях наблюдения. ^{[ 2 ]}

В некоторых случаях расщепление связей требует катализаторов . Из-за высокой энергии связи связей связей C-H , около 100 ккал/моль (420 кДж/моль), требуется большое количество энергии для расщепления атома водорода от углерода и связывания другого атома с углеродом. ^{[ 3 ]}

Гомолитическое расщепление

При гомолитическом расщеплении или гомолизе два электрона в расщепленной ковалентной связи одинаково разделены между продуктами. Этот процесс также известен как гомолитическое деление или радикальное деление . Энергия диссоциации связи связывания-это количество энергии, необходимой для гомолитического расщепления связи. Это изменение энтальпии является одной из показателей силы связи .

Энергия возбуждения триплета сигма-связи-это энергия, необходимая для гомолитической диссоциации, но фактическая энергия возбуждения может быть выше, чем энергия диссоциации связи из-за отталкивания между электронами в триплетном состоянии . ^{[ 2 ]}

Гетеролитическое расщепление

При гетеролитическом расщеплении или гетеролизе связь разрывается таким образом, что первоначально простояющая пара электронов остается с одним из фрагментов. Таким образом, фрагмент получает электрон, имея оба соединения электронов, в то время как другой фрагмент теряет электрон. ^{[ 4 ]} Этот процесс также известен как ионная деление.

Энергия синглетного возбуждения сигма-связи-это энергия, необходимая для гетеролитической диссоциации, но фактическая энергия возбуждения синглета может быть ниже, чем энергия диссоциации связи в результате кулоновского притяжения между двумя ионными фрагментами. ^{[ 2 ]} Энергия синглетного возбуждения связки сигмы кремния -сигма -сигма ниже, чем у углерод -углеродной связи, хотя их прочность на связи составляет 80 кДж/моль и 70 кДж/моль соответственно, поскольку кремний обладает более высокой сродством электронов и более низкой потенциалом ионизации , чем углерод. ^{[ 2 ]}

Гетеролиз встречается естественным образом в реакциях, которые включают электронов донорские лиганды и переходные металлы , которые имеют пустые орбитали. ^{[ 4 ]}

Открытие кольца

В открытии кольца молекула расщепленной остается как единая единица. ^{[ 5 ]} Связь разрывается, но два фрагмента остаются прикрепленными другими частями структуры. Например, эпоксидное кольцо может быть открыто гетеролитическим расщеплением одной из полярных углерод -кислотных связей, чтобы получить единую ациклическую структуру. ^{[ 5 ]}

Приложения

В биохимии процесс разрушения больших молекул путем разделения их внутренних связей - катаболизм . Ферменты , которые катализируют расщепление связей, известны как Lyases , если они не работают с помощью гидролиза или оксидированного , и в этом случае они известны как гидролазы и оксидоредуктазы соответственно.

В протеомике расщепляющие агенты используются в анализе протеома, где белки расщепляются на более мелкие пептидные фрагменты. ^{[ 6 ]} Примерами используемых лекарственных агентов являются цианоген бромид , пепсин и трипсин . ^{[ 6 ]}

Ссылки

^ Мюллер, П. (1 января 1994 г.). «Глоссарий терминов, используемых в физической органической химии (рекомендации IUPAC 1994)» . Чистая и прикладная химия . 66 (5): 1077–1184. doi : 10.1351/pac199466051077 . S2CID 195819485 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Михл, Йозеф (май 1990). «Связь связывания с электронными спектрами». Счета химических исследований . 23 (5): 127–128. doi : 10.1021/ar00173a001 .
^ Wencel-Delord, Джоанна; Colobert, Fransoise (2017). «Суперреактивный катализатор для расщепления связей» . Природа . 551 (7681): 447–448. Bibcode : 2017natur.551..447. Полем doi : 10.1038/d41586-017-07270-0 . PMID 29168816 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Armentrout, PB; Саймонс, Джек (1992). «Понимание гетеролитического расщепления связей» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 114 (22): 8627–8633. doi : 10.1021/ja00048a042 . S2CID 95234750 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 августа 2017 года - через домашнюю страницу Джека Саймонса - Университет Юты.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Паркер, Re; Исаакс, NS (1 августа 1959 г.). «Механизмы эпоксидных реакций». Химические обзоры . 59 (4): 737–799. doi : 10.1021/cr50028a006 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Мандер, Лью; Лю, Хунг-Вэнь (2010). Комплексные натуральные продукты II: химия и биология (1 изд.). Elsevier. С. 462–463. ISBN 978-0-08-045381-1 Полем Получено 23 февраля 2018 года .

[IUPAC-1] Мюллер, П. (1 января 1994 г.). «Глоссарий терминов, используемых в физической органической химии (рекомендации IUPAC 1994)» . Чистая и прикладная химия . 66 (5): 1077–1184. doi : 10.1351/pac199466051077 . S2CID 195819485 .

[michl-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Михл, Йозеф (май 1990). «Связь связывания с электронными спектрами». Счета химических исследований . 23 (5): 127–128. doi : 10.1021/ar00173a001 .

[natureeasy-3] Wencel-Delord, Джоанна; Colobert, Fransoise (2017). «Суперреактивный катализатор для расщепления связей» . Природа . 551 (7681): 447–448. Bibcode : 2017natur.551..447. Полем doi : 10.1038/d41586-017-07270-0 . PMID 29168816 .

[armentroutsimons-4] Jump up to: ^а ^{беременный} Armentrout, PB; Саймонс, Джек (1992). «Понимание гетеролитического расщепления связей» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 114 (22): 8627–8633. doi : 10.1021/ja00048a042 . S2CID 95234750 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 августа 2017 года - через домашнюю страницу Джека Саймонса - Университет Юты.

[epoxide-5] Jump up to: ^а ^{беременный} Паркер, Re; Исаакс, NS (1 августа 1959 г.). «Механизмы эпоксидных реакций». Химические обзоры . 59 (4): 737–799. doi : 10.1021/cr50028a006 .

[biobook-6] Jump up to: ^а ^{беременный} Мандер, Лью; Лю, Хунг-Вэнь (2010). Комплексные натуральные продукты II: химия и биология (1 изд.). Elsevier. С. 462–463. ISBN 978-0-08-045381-1 Полем Получено 23 февраля 2018 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]