изомеризация

Преобразование химической структуры молекулы или иона

В химии изомеризацией или изомеризацией называют процесс, при котором молекула , многоатомный ион или фрагмент молекулы превращается в изомер с иной химической структурой . ^[1] Енолизация является примером изомеризации, как и таутомеризация . ^[2] Когда изомеризация происходит внутримолекулярно, ее можно назвать реакцией перегруппировки . ^{[ нужна цитата ]}

Когда энергия активации реакции изомеризации достаточно мала, оба изомера будут существовать в зависимом от температуры равновесии друг с другом. Многие значения стандартной разности свободной энергии были рассчитаны с хорошим согласием между наблюдаемыми и расчетными данными. ^[3] ${\displaystyle \Delta G^{\circ }}$

Примеры и приложения

Алканы

Скелетная изомеризация происходит в процессе крекинга , используемом в нефтехимической промышленности. Помимо уменьшения средней длины цепи, углеводороды с прямой цепью в процессе превращаются в изомеры с разветвленной цепью, как это иллюстрирует следующая реакция н -бутана в изо -бутан . ^{[ нужна цитата ]}

${\displaystyle {\ce {{\overset {n-butane}{CH3CH2CH2CH3}}-> {\overset {i-butane}{CH3CH(CH3)CH3}}}}}$

Топливо, содержащее разветвленные углеводороды , предпочтительнее для двигателей внутреннего сгорания из-за его более высокого октанового числа . ^[4]

Алкены

Трансалкены примерно на 1 ккал/моль более стабильны, чем цис-алкены. Примером этого эффекта является цис- и транс-2-бутен. Разница объясняется неблагоприятными несвязанными взаимодействиями в цис-изомере.

Терминальные алкены изомеризуются во внутренние алкены в присутствии металлических катализаторов. Этот процесс используется в процессе получения высших олефинов Shell для преобразования альфа-олефинов во внутренние олефины, которые подвергаются метатезису олефинов . В некоторых типах реакций полимеризации алкенов ходьба цепи представляет собой процесс изомеризации, который приводит к образованию разветвлений в растущих полимерах. ^{[ нужна цитата ]}

Транс - изомер ресвератрола может быть преобразован в цис -изомер в фотохимической реакции . ^[5]

Наблюдалась термическая перегруппировка азулена в нафталин . ^[6]

Другие примеры

Альдозо-кетозная изомерия , также известная как трансформация Лобри де Брюйна-ван Экенштейна, представляет собой пример в химии сахаридов . ^{[ нужна цитата ]}

Примером металлоорганической изомеризации является производство декафенилферроцена [(η ⁵ -C ₅ Ph ₅ ) ₂ Fe] из его изомера связи . ^{[7] [8]}

Образование декафенилферроцена из его изомера связи.

Смотрите также

• Изомеризация эпоксида, промотированная основанием
• Эпимеризация
• Рацемизация
• таутомеризация
• Изомерия связи

Рекомендации

1. ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) «Изомеризация». дои :10.1351/goldbook.I03295
2. Антонов Л (2016). Таутомерия: концепции и приложения в науке и технологиях (1-е изд.). Вайнхайм, Германия: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-33995-2.
3. Как вычислить энергии изомеризации органических молекул с помощью квантово-химических методов Стефан Гримм , Марк Стейнмец и Мартин Корт J. Org. хим. ; 2007 г .; 72(6) стр. 2118–2126; (Статья) doi :10.1021/jo062446p
4. Карл Грисбаум; Арно Бер; Дитер Биденкапп; Хайнц-Вернер Фогес; Доротея Гарбе; Кристиан Паец; Герд Коллин; Дитер Майер; Хартмут Хёке (2002). «Углеводороды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a13_227. ISBN 3-527-30673-0.
5. Элиз Бернар, Филип Бритц-МакКиббин, Николас Гернигон (2007). «Фотоизомеризация ресвератрола: комплексный исследовательский эксперимент»". Журнал химического образования . 84 : 1159.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
6. Беккер, Юрген; Вентрап, Курт; Целлер, Клаус; Кац, Эллен (1 июля 1980 г.). «Азулен-нафталиновая перегруппировка. С участием 1-фенилбутен-3-инов и 4-фенил-1,3-бутадиенилидена». Варенье. хим. Соц . 102 (15): 5110. doi :10.1021/ja00535a056.
7. Браун, КН; Филд, LD; Лэй, Пенсильвания; Линдалл, CM; Мастерс, А.Ф. (1990). "(η ⁵ -Пентафенилциклопентадиенил){1-(η ⁶ -фенил)-2,3,4,5-тетрафенилциклопентадиенил}железо(II), [Fe(η ⁵ -C ₅ Ph ₅ ){(η ⁶ -C ₆ H ₅ )C ₅ Ph ₄ }], изомер связи декафенилферроцена». Дж. Хим. Соц., хим. Коммун. (5): 408–410. дои : 10.1039/C39900000408.
8. Филд, LD; Хэмбли, ТВ; Хамфри, Пенсильвания; Линдалл, CM; Гейнсфорд, Дж.Дж.; Мастерс, А.Ф.; Стпьер, Т.Г.; Уэбб, Дж. (1995). «Декафенилферроцен». Ауст. Дж. Чем . 48 (4): 851–860. дои : 10.1071/CH9950851.