Біріншілік және қайталама кинетикалық изотоптық эффектінің негізгі айырмашылығы мынада: біріншілік изотоптық эффект үзілген байланыстағы изотоптық алмастыруды сипаттайды, ал екіншілік изотоптық эффект үзілген байланысқа іргелес байланыстағы изотоптық алмастыруды сипаттайды.
Кинетикалық изотоптық эффект немесе KIE изотопты алмастыру кезіндегі химиялық реакцияның реакция жылдамдығының өзгеруін білдіреді. Мұнда әрекеттесуші заттың атомы оның изотопымен ауыстырылады, сондықтан реакция жылдамдығы бастапқы жылдамдықтан өзгеше болады. Содан кейін жеңіл изотопты алмастырылған реактивтің қатысуымен болатын реакцияның жылдамдық константасын ауыр изотоптық алмастырылған реактивтің қатысуымен болатын реакция жылдамдығының тұрақтысынан бөлу арқылы KIE мәнін анықтауға болады. Сондықтан, 1-ден үлкен KIE қалыпты кинетикалық изотоптық әсер ретінде, ал 1-ден аз KIE кері кинетикалық изотоптық әсер ретінде қарастырылады.
Бірінші кинетикалық изотоптық эффект дегеніміз не?
Біріншілік кинетикалық изотоптық эффект – байланыс үзілу орнында изотоптық орын басу салдарынан реакция жылдамдығының өзгеруі. Мұнда бұл алмастыру реакцияның жылдамдығын анықтайтын сатысында байланыстың үзілу сатысында болады. Демек, изотоптық әсердің бұл түрі жылдамдықты шектеу сатысында изотоппен байланыстың үзілуін немесе байланыс түзуін көрсетеді.
Нуклеофильді орын басу реакциялары үшін бастапқы кинетикалық изотоптық эффект алмастыру орын алатын топтарға, нуклеофильдерге және альфа-көміртекке қолданылады. Кинетикалық әсердің бұл түрі идеалды KIE-ге қарағанда сезімталдығы төмен. Бұл дірілсіз факторлардың үлесіне байланысты.
Қосымша кинетикалық изотоптық эффект дегеніміз не?
Екіншілік кинетикалық изотоптық эффект – байланыс үзілу орнынан басқа жерде изотопты алмастыруларға байланысты реакция жылдамдығының өзгеруі. Басқаша айтқанда, бұл изотоптық таңбаланған атоммен байланыс үзілмейтінін немесе түзілмейтінін көрсетеді. Бастапқы кинетикалық әсер сияқты бұл да жылдамдықты анықтау сатысында орын алады. Альфа, бета және гамма эффектісі деп аталатын қосымша кинетикалық әсерлердің үш түрі бар.
01-сурет: Дейтериймен алмастырылған сутегі бар молекулалармен нуклеофильді алмастыру
Негізгі KIE-ден айырмашылығы, қайталама KIE әдетте әлдеқайда аз болады. Дегенмен, KIE бұл түрі әлі де реакция механизмдерін түсіндіруде өте пайдалы, өйткені дейтерий атомдары үшін қайталама KIE айтарлықтай үлкен. Бұдан басқа, қайталама кинетикалық изотоптық әсерлердің шамасы діріл факторларымен анықталады.
Бірінші және екіншілік кинетикалық изотоптық эффектінің айырмашылығы неде?
Кинетикалық изотоптық эффект немесе KIE изотопты алмастыру кезіндегі химиялық реакцияның реакция жылдамдығының өзгеруін білдіреді. Бастапқы және қайталама кинетикалық изотоптық эффектінің негізгі айырмашылығы мынада: біріншілік изотоптық эффект үзілген байланыстағы изотоптық алмастыруды сипаттайды, ал екіншілік изотоптық эффект үзілген байланысқа іргелес байланыстағы изотоптық алмастыруды сипаттайды. Сонымен қатар, негізгі KIE-ден айырмашылығы, қайталама KIE әдетте әлдеқайда аз болады.
Сонымен қатар, қайталама кинетикалық изотоптық әсерлердің шамасы діріл факторларымен анықталады, ал бастапқы кинетикалық изотоптық әсер дірілсіз факторларға байланысты азырақ сезімтал болады.
Төменде инфографика бастапқы және қайталама кинетикалық изотоптық эффект арасындағы айырмашылықты қорытындылайды.
Қорытынды – Негізгі және екіншілік кинетикалық изотоптық эффект
Кинетикалық изотоптық эффект немесе KIE изотопты алмастыру кезіндегі химиялық реакцияның реакция жылдамдығының өзгеруін білдіреді. Бастапқы және қайталама кинетикалық изотоптық эффектінің негізгі айырмашылығы мынада: біріншілік изотоптық эффект үзілген байланыстағы изотоптық алмастыруды сипаттайды, ал екіншілік изотоптық эффект үзілген байланысқа іргелес байланыстағы изотоптық алмастыруды сипаттайды.
