等共轭反应英文解释翻译、等共轭反应的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 isoconjugate reaction
分词翻译:
等的英语翻译:
class; grade; rank; wait; when
【机】 iso-
共轭的英语翻译:
conjugate
【化】 conjugation
反应的英语翻译:
feedback; reaction; response
【医】 reaction; response
专业解析
在汉英词典视角下,“等共轭反应”对应的英文术语通常为Isoconjugate Reaction。它是有机化学和理论化学中的一个重要概念,特指在反应过程中,反应物与产物具有相同数量离域π电子(即共轭体系大小不变)的一类周环反应。其核心在于反应前后体系的共轭程度(或拓扑结构)保持“等同”(iso-)。
以下是其详细解释:
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定义与核心特征 (Definition and Core Concept)
- 等共轭 (Isoconjugate): 指两个分子或离子片段具有完全相同数量的π电子和相似的分子轨道拓扑结构(即连接方式)。例如,烯丙基正离子 (CH₂=CH-CH₂⁺, 2π电子)、烯丙基自由基 (CH₂=CH-CH₂•, 3π电子) 和烯丙基负离子 (CH₂=CH-CH₂⁻, 4π电子) 彼此之间是等共轭的,它们都具有3个原子组成的共轭体系和相同的分子轨道能级图(尽管电子数不同)。
- 等共轭反应 (Isoconjugate Reaction): 指反应物分子(或离子)与产物分子(或离子)是等共轭体的反应。这意味着反应前后,参与共轭的原子数不变,离域π电子总数也保持不变。这类反应通常表现出高度的立体选择性和轨道对称性控制的特征。
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反应机制与意义 (Mechanism and Significance)
- 等共轭反应是理解周环反应(如电环化反应、环加成反应、σ迁移反应)的关键理论基础之一。其反应路径和立体化学可以通过前线轨道理论 (Frontier Molecular Orbital Theory) 或伍德沃德-霍夫曼规则 (Woodward-Hoffmann Rules) 进行预测。
- 由于反应物和产物是等共轭的,它们具有相似的电子结构和能量特性。这使得反应通常在热力学上可行,且反应过程中的能垒(活化能)可以通过比较反应物和产物的分子轨道对称性来理解。对称性允许的反应途径能垒较低,对称性禁阻的反应途径能垒很高。
- 核心意义在于简化分析: 通过将复杂的反应体系映射到已知的、简单的等共轭参考体系(如烯丙基体系)上,可以快速预测反应的立体化学选择性和可行性。例如,一个4nπ电子的电环化反应可以映射到丁二烯(4π电子)体系来分析其是顺旋还是对旋。
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应用实例 (Example)
- 1,3-丁二烯的电环化反应 (Electrocyclic Reaction of 1,3-Butadiene):
- 反应物 1,3-丁二烯 (CH₂=CH-CH=CH₂) 是一个具有4个π电子 的线性共轭体系。
- 产物环丁烯是一个具有4个π电子 的环状体系(环内双键2π电子)。
- 反应物(丁二烯)和产物(环丁烯)是等共轭体,它们都具有4个离域π电子(尽管空间构型不同)。
- 根据等共轭原理,该反应可以映射到烯丙基负离子(4π电子)体系进行分析。伍德沃德-霍夫曼规则预测,在加热条件下(基态反应),4n(n=1)π电子体系的电环化反应需通过顺旋 (Conrotatory) 方式完成,以保持轨道对称性匹配。这与实验结果一致。
权威参考来源 (Authoritative References):
- Morrison, R. T.; Boyd, R. N. Organic Chemistry (经典有机化学教材): 在讨论周环反应和轨道对称性时,会深入阐述等共轭体系的概念及其在预测反应立体化学中的应用。
- Fleming, I. Frontier Orbitals and Organic Chemical Reactions (前沿轨道理论专著): 详细论述了如何利用等共轭关系,通过简单模型体系(如烯丙基体系)的前线轨道相互作用来分析复杂周环反应的机理和选择性。
- Woodward, R. B.; Hoffmann, R. The Conservation of Orbital Symmetry (轨道对称性守恒奠基之作): 在提出著名的伍德沃德-霍夫曼规则时,等共轭的概念是其理论框架的重要组成部分,用于建立反应物与产物轨道对称性的联系。
- Journal of the American Chemical Society (JACS), Chemical Reviews 等顶级化学期刊: 在发表关于周环反应机理、理论计算或新反应发现的论文中,作者常会运用等共轭的概念来解释或预测反应结果,体现了该概念在当代研究中的持续重要性。
网络扩展解释
共轭反应是氧化还原反应中的一对相互依存的反应,通常指同一体系中同时发生的氧化反应和还原反应。它们通过电子转移紧密关联,缺一不可。以下是详细解释:
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定义与特征
共轭反应必须满足两个条件:
- 两个反应共享同一作用物(如电子或特定物质);
- 其中一个反应(如氧化反应)的发生会驱动另一个反应(如还原反应)进行,反之亦然。
例如,在原电池或电解池中,阳极的氧化反应释放电子,而阴极的还原反应消耗这些电子,两者共同构成完整的氧化还原过程。
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典型示例
以水的电解为例:
- 还原反应:$2H_2O + 2e^- rightarrow H_2 + 2OH^-$(阴极)
- 氧化反应:$H_2O - 2e^- rightarrow frac{1}{2}O_2 + 2H^+$(阳极)
这两个反应通过电子转移形成共轭关系,缺一则另一反应无法独立进行。
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应用场景
共轭反应广泛存在于电化学领域,如电池放电(原电池)和电解水制氢。它们也常见于生物体内的代谢过程,例如细胞呼吸链中电子传递与ATP合成的偶联。
共轭反应强调氧化与还原的协同性,是理解能量转换(如电能与化学能互变)的关键机制。若需进一步了解具体反应类型或应用案例,可查阅电化学相关教材或文献。
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