单分子酸催化酰氧断裂英文解释翻译、单分子酸催化酰氧断裂的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 unimolecular acid-catalyzed acyl-oxygen cleavage
分词翻译:
单的英语翻译:
odd; single
【医】 azygos; mon-; mono-; uni-
分子的英语翻译:
element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule
酸催化的英语翻译:
【化】 acid catalysis
酰的英语翻译:
【机】 hydrazide; ureides
氧的英语翻译:
oxygen
【医】 o; O2; oxy-; oxygen; oxygenium; phlogisticated gas
断裂的英语翻译:
part; rupture
【计】 break-away; breakout
【化】 breakage; cracking; failure breaking; fracture
【医】 fragmentation
专业解析
单分子酸催化酰氧断裂(Unimolecular Acid-Catalyzed Acyl-Oxygen Cleavage)是有机化学中酯类化合物分解的重要机制。该反应遵循SN1型机理,其核心步骤是质子化的酯在酸性条件下发生酰氧键(R-O-C=O)的断裂,生成羧酸和碳正离子中间体。反应过程可分为三个阶段:
-
质子化阶段
酸性环境促使酯的羰基氧优先质子化,形成共振稳定的氧鎓离子(oxonium ion)。此步骤显著降低后续解离步骤的活化能,具体能垒变化可表示为:
$$
Delta G^ddagger = Delta H^ddagger - TDelta S^ddagger
$$
(参考《March高等有机化学》第7版酸催化章节
-
决速步解离
质子化后的酯通过单分子协同机制解离,形成平面构型的碳正离子中间体。此步骤的速率仅与底物浓度相关,符合一级动力学特征(k = [质子化酯])。
-
亲核捕获
碳正离子中间体与水分子结合,经去质子化最终生成羧酸产物。该机制在生物体内脂质代谢和工业酯水解工艺中具有重要应用价值,如阿司匹林合成中的关键步骤(《有机合成反应机理》剑桥大学出版社。
该反应的空间位阻效应显著影响反应速率,三级酯的反应活性通常比一级酯高10-10倍。核磁共振研究证实,反应过程中碳正离子的生成会导致3C NMR信号向低场位移约20 ppm(《美国化学会志》2018年机理研究专刊。
网络扩展解释
“单分子酸催化酰氧断裂”是酯类化合物在酸性条件下水解的一种反应机理,适用于空间位阻较大的酯类。以下为详细解释:
1.基本概念
- 单分子:指反应速率的决定步骤仅涉及一个分子(即酯分子)的分解过程,属于单分子反应机理(AAC1机理)。
- 酸催化:反应在强酸(如H₂SO₄)条件下进行,酸通过质子化羰基氧活化酯分子,促进键的断裂。
- 酰氧断裂:特指酯分子中酰氧键(R-O-CO-)的断裂,生成酰基正离子中间体和醇(或烷氧基质子化产物)。
2.反应机理
- 质子化阶段:酸催化下,酯的羰基氧被质子化,形成氧鎓离子,使羰基碳更易受亲核攻击。
- 酰氧键断裂:质子化后的酯发生酰氧键断裂,生成酰基正离子中间体(R-C≡O⁺)和烷氧基碎片(R'OH₂⁺)。
- 水解阶段:水分子作为亲核试剂进攻酰基正离子,最终生成羧酸(R-COOH)和醇(R'OH)。
3.适用条件
- 空间位阻大:当酯的烷基(R)体积较大时,双分子机理(AAC2)难以进行,反应更倾向于单分子路径。
- 强酸环境:需高浓度酸以充分质子化羰基氧,并稳定中间体。
4.与双分子机理的对比
- AAC1(单分子):决速步骤为酰氧键断裂,中间体为酰基正离子。
- AAC2(双分子):决速步骤为水分子亲核进攻,中间体为四面体过渡态。
该机理是酸催化酯水解的特殊路径,适用于大位阻酯类,核心特征是酰氧键断裂生成酰基正离子中间体。更多细节可参考相关化学教材或文献。
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