Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvilke produktforhold kunne have været observeret i dette eksperiment, hvis et aprotisk opløsningsmiddel såsom dimethylsulfoxid havde været brugt i stedet for vand?

I det givne forsøg fører reaktionen af ​​cyclohexanon med phenylhydrazin i nærvær af vand til dannelsen af ​​en blanding af produkter, herunder den cykliske hydrazon (produkt A) og den åbne hydrazon (produkt B). Forholdet mellem disse produkter bestemmes typisk af reaktionsbetingelserne, herunder det anvendte opløsningsmiddel.

Hvis et aprotisk opløsningsmiddel såsom dimethylsulfoxid (DMSO) var blevet brugt i stedet for vand, kunne produktforholdene have været anderledes. Aprotiske opløsningsmidler, som mangler sure hydrogener, kan påvirke reaktionsligevægten og ændre produktfordelingen. Her er hvad der kunne være sket:

1. Øget dannelse af den cykliske hydrazon (produkt A): Aprotiske opløsningsmidler som DMSO har en højere polaritet end vand, men er mindre tilbøjelige til at deltage i hydrogenbinding. Dette betyder, at DMSO ikke konkurrerer med den nukleofile addition af phenylhydrazin til carbonylgruppen i cyclohexanon. Som et resultat heraf kan dannelsen af ​​den cykliske hydrazon (produkt A) være begunstiget i DMSO. Den intramolekylære ringslutningsreaktion for at danne den cykliske hydrazon er mere tilbøjelig til at forekomme i fravær af protiske opløsningsmidler som vand, som kan interferere med reaktionen ved at danne hydrogenbindinger med reaktanterne eller produkterne.

2. Reduceret dannelse af åbenkædet hydrazon (produkt B): Tilstedeværelsen af ​​vand i reaktionsblandingen kan fremme dannelsen af ​​åbenkædet hydrazon (produkt B) gennem protonoverførselsreaktioner. Vandmolekyler kan fungere som en protonkilde, hvilket letter protoneringen af ​​nitrogenatomet i phenylhydrazin. Dette protonerede mellemprodukt kan derefter gennemgå nukleofil addition til carbonylgruppen, hvilket fører til dannelsen af ​​den åbne kæde hydrazon. I et aprotisk opløsningsmiddel som DMSO ville fraværet af let tilgængelige protoner være ugunstigt for denne vej, hvilket resulterer i et fald i dannelsen af ​​produkt B.

Sammenfattende kan anvendelse af et aprotisk opløsningsmiddel såsom DMSO i stedet for vand i reaktionen af ​​cyclohexanon med phenylhydrazin føre til en øget dannelse af den cykliske hydrazon (produkt A) og en nedsat dannelse af den åbne hydrazon (produkt B). Ændringen i produktforhold skyldes de forskellige solvatiseringsegenskaber og fraværet af protiske hydrogenatomer i DMSO, som påvirker reaktionsvejene og ligevægten.

Varme artikler