等共轭反應英文解釋翻譯、等共轭反應的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 isoconjugate reaction
分詞翻譯:
等的英語翻譯:
class; grade; rank; wait; when
【機】 iso-
共轭的英語翻譯:
conjugate
【化】 conjugation
反應的英語翻譯:
feedback; reaction; response
【醫】 reaction; response
專業解析
在漢英詞典視角下,“等共轭反應”對應的英文術語通常為Isoconjugate Reaction。它是有機化學和理論化學中的一個重要概念,特指在反應過程中,反應物與産物具有相同數量離域π電子(即共轭體系大小不變)的一類周環反應。其核心在于反應前後體系的共轭程度(或拓撲結構)保持“等同”(iso-)。
以下是其詳細解釋:
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定義與核心特征 (Definition and Core Concept)
- 等共轭 (Isoconjugate): 指兩個分子或離子片段具有完全相同數量的π電子和相似的分子軌道拓撲結構(即連接方式)。例如,烯丙基正離子 (CH₂=CH-CH₂⁺, 2π電子)、烯丙基自由基 (CH₂=CH-CH₂•, 3π電子) 和烯丙基負離子 (CH₂=CH-CH₂⁻, 4π電子) 彼此之間是等共轭的,它們都具有3個原子組成的共轭體系和相同的分子軌道能級圖(盡管電子數不同)。
- 等共轭反應 (Isoconjugate Reaction): 指反應物分子(或離子)與産物分子(或離子)是等共轭體的反應。這意味着反應前後,參與共轭的原子數不變,離域π電子總數也保持不變。這類反應通常表現出高度的立體選擇性和軌道對稱性控制的特征。
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反應機制與意義 (Mechanism and Significance)
- 等共轭反應是理解周環反應(如電環化反應、環加成反應、σ遷移反應)的關鍵理論基礎之一。其反應路徑和立體化學可以通過前線軌道理論 (Frontier Molecular Orbital Theory) 或伍德沃德-霍夫曼規則 (Woodward-Hoffmann Rules) 進行預測。
- 由于反應物和産物是等共轭的,它們具有相似的電子結構和能量特性。這使得反應通常在熱力學上可行,且反應過程中的能壘(活化能)可以通過比較反應物和産物的分子軌道對稱性來理解。對稱性允許的反應途徑能壘較低,對稱性禁阻的反應途徑能壘很高。
- 核心意義在于簡化分析: 通過将複雜的反應體系映射到已知的、簡單的等共轭參考體系(如烯丙基體系)上,可以快速預測反應的立體化學選擇性和可行性。例如,一個4nπ電子的電環化反應可以映射到丁二烯(4π電子)體系來分析其是順旋還是對旋。
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應用實例 (Example)
- 1,3-丁二烯的電環化反應 (Electrocyclic Reaction of 1,3-Butadiene):
- 反應物 1,3-丁二烯 (CH₂=CH-CH=CH₂) 是一個具有4個π電子 的線性共轭體系。
- 産物環丁烯是一個具有4個π電子 的環狀體系(環内雙鍵2π電子)。
- 反應物(丁二烯)和産物(環丁烯)是等共轭體,它們都具有4個離域π電子(盡管空間構型不同)。
- 根據等共轭原理,該反應可以映射到烯丙基負離子(4π電子)體系進行分析。伍德沃德-霍夫曼規則預測,在加熱條件下(基态反應),4n(n=1)π電子體系的電環化反應需通過順旋 (Conrotatory) 方式完成,以保持軌道對稱性匹配。這與實驗結果一緻。
權威參考來源 (Authoritative References):
- Morrison, R. T.; Boyd, R. N. Organic Chemistry (經典有機化學教材): 在讨論周環反應和軌道對稱性時,會深入闡述等共轭體系的概念及其在預測反應立體化學中的應用。
- Fleming, I. Frontier Orbitals and Organic Chemical Reactions (前沿軌道理論專著): 詳細論述了如何利用等共轭關系,通過簡單模型體系(如烯丙基體系)的前線軌道相互作用來分析複雜周環反應的機理和選擇性。
- Woodward, R. B.; Hoffmann, R. The Conservation of Orbital Symmetry (軌道對稱性守恒奠基之作): 在提出著名的伍德沃德-霍夫曼規則時,等共轭的概念是其理論框架的重要組成部分,用于建立反應物與産物軌道對稱性的聯繫。
- Journal of the American Chemical Society (JACS), Chemical Reviews 等頂級化學期刊: 在發表關于周環反應機理、理論計算或新反應發現的論文中,作者常會運用等共轭的概念來解釋或預測反應結果,體現了該概念在當代研究中的持續重要性。
網絡擴展解釋
共轭反應是氧化還原反應中的一對相互依存的反應,通常指同一體系中同時發生的氧化反應和還原反應。它們通過電子轉移緊密關聯,缺一不可。以下是詳細解釋:
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定義與特征
共轭反應必須滿足兩個條件:
- 兩個反應共享同一作用物(如電子或特定物質);
- 其中一個反應(如氧化反應)的發生會驅動另一個反應(如還原反應)進行,反之亦然。
例如,在原電池或電解池中,陽極的氧化反應釋放電子,而陰極的還原反應消耗這些電子,兩者共同構成完整的氧化還原過程。
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典型示例
以水的電解為例:
- 還原反應:$2H_2O + 2e^- rightarrow H_2 + 2OH^-$(陰極)
- 氧化反應:$H_2O - 2e^- rightarrow frac{1}{2}O_2 + 2H^+$(陽極)
這兩個反應通過電子轉移形成共轭關系,缺一則另一反應無法獨立進行。
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應用場景
共轭反應廣泛存在于電化學領域,如電池放電(原電池)和電解水制氫。它們也常見于生物體内的代謝過程,例如細胞呼吸鍊中電子傳遞與ATP合成的偶聯。
共轭反應強調氧化與還原的協同性,是理解能量轉換(如電能與化學能互變)的關鍵機制。若需進一步了解具體反應類型或應用案例,可查閱電化學相關教材或文獻。
分類
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