Реакция изотопного обмена водорода

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 18:41 | 12.12.2018 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Реакция изотопного обмена водорода. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Для таких соединений реализуется одна из важнейших реакций органической химии - реакция изотопного обмена водорода, катализируемая основаниями:

Рисунок 1.

где ионы $B^-$ и их производные $DB$ могут представляют собой различные группы:

1. дейтерированные $ND_{2^-}$, $DB = NH_3$ в жидкой форме;
2. ионы $B^-$ - $t-BuO^-$, соединением $DB$ в данном случае выступает $t-BuOD$, с этими веществами реакция происходит в среде ДМСО;
3. ионы $B^-$ - гидроксид ионы с дейтерием $DO^-$, соединением $DB$ в данном случае выступает тяжелая вода $DOD$, она же будет растворителем растворитель $D_2О$.

Эти реакции широко используются для получения меченных дейтерием соединений. Также они используются для определения кинетической кислотности слабых $CH$-кислот. Эти обратимые реакции протекают по $S_E1(N)$ механизму т.к. на первой медленной стадии происходит процесс переноса протонов (ионов дейтерия) от $CH$-кислот к основаниям. Иначе такой механизм называют протофильным механизмом, поскольку основания атакуют атомы водорода и фактически реализуется $S_N2$-реакция у водородных центров.

Эти реакции относительно легко осуществляются для сильных $C-H$ кислот, т.е для протонов, которые находящихся в a-положениях к карбонильным группам и т.д. Для таких соединений для изотопного обмена водорода возможно даже использовать и слабоосновные системы типа $Et_3N$ (катализатор)-$D_2O$ или дейтерированного метанола $CH_3OD$ (растворитель). Однако для дейтерирования более слабых $C-H$ кислот - алканов и циклоалканов требуется применение суперосновных систем типа $KND_2/ND_3$ (в жидком виде) или системы $ДМSO/t-BuOK/t-BuOD$.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Реакция изотопного обмена водорода, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.