Ключовата разлика между първичния и вторичния кинетичен изотопен ефект е, че първичният изотопен ефект описва изотопното заместване при прекъснатата връзка, докато вторичният изотопен ефект описва изотопното заместване при връзката, съседна на прекъснатата връзка.
Кинетичният изотопен ефект или KIE се отнася до промяната в скоростта на химическа реакция при заместване на изотоп. Тук атом в реагент се заменя с неговия изотоп, така че скоростта на реакцията ще бъде различна от първоначалната скорост. Тогава можем да определим стойност за KIE, като разделим константата на скоростта за реакцията, включваща лекия изотопно заместен реагент, от константата на скоростта за реакцията, включваща тежкия изотопно заместен реагент. Следователно, KIE по-голям от 1 се счита за нормален кинетичен изотопен ефект, докато KIE по-малък от 1 се счита за обратен кинетичен изотопен ефект.
Какво представлява първичният кинетичен изотопен ефект?
Първичният кинетичен изотопен ефект е промяната на скоростта на реакцията поради изотопно заместване на мястото на разкъсване на връзката. Тук това заместване е в етапа на разрушаване на връзката в етапа на определяне на скоростта на реакцията. Следователно, този тип изотопен ефект е показателен за разкъсване или образуване на връзка с изотопа в етапа на ограничаване на скоростта.
За реакции на нуклеофилно заместване първичният кинетичен изотопен ефект се прилага за напускащи групи, нуклеофили и алфа-въглерод, при които се извършва заместването. Този тип кинетичен ефект е по-малко чувствителен от идеалния KIE. Това се дължи на приноса на невибрационни фактори.
Какво е вторичен кинетичен изотопен ефект?
Вторичният кинетичен изотопен ефект е промяната на скоростта на реакцията поради изотопни замествания на място, различно от мястото на прекъсване на връзката. С други думи, това показва, че никаква връзка с изотопно белязания атом не е разкъсана или образувана. Подобно на първичния кинетичен ефект, това също се случва в етапа на определяне на скоростта. Има три вида вторични кинетични ефекти, наречени алфа, бета и гама ефект.
Фигура 01: Нуклеофилно заместване с молекули с водород, заместен от деутерий
За разлика от първичния KIE, вторичният KIE обикновено е много по-малък. Въпреки това, този тип KIE все още е много полезен при изясняване на реакционните механизми, тъй като на деутериеви атоми, вторичният KIE е значително голям. Освен това, големината на вторичните кинетични изотопни ефекти се определя от вибрационни фактори.
Каква е разликата между първичния и вторичния кинетичен изотопен ефект?
Кинетичният изотопен ефект или KIE се отнася до промяната в скоростта на химическа реакция при заместване на изотоп. Ключовата разлика между първичния и вторичния кинетичен изотопен ефект е, че първичният изотопен ефект описва изотопното заместване при прекъснатата връзка, докато вторичният изотопен ефект описва изотопното заместване при съседната връзка на прекъснатата връзка. Освен това, за разлика от първичния KIE, вторичният KIE има тенденция да бъде много по-малък.
Освен това, величината на вторичните кинетични изотопни ефекти се определя от вибрационни фактори, докато първичният кинетичен изотопен ефект е по-малко чувствителен поради невибрационните фактори.
Инфографиката по-долу обобщава разликата между първичния и вторичния кинетичен изотопен ефект.
Обобщение – Първичен срещу вторичен кинетичен изотопен ефект
Кинетичният изотопен ефект или KIE се отнася до промяната в скоростта на химическа реакция при заместване на изотоп. Ключовата разлика между първичния и вторичния кинетичен изотопен ефект е, че първичният изотопен ефект описва изотопното заместване при прекъснатата връзка, докато вторичният изотопен ефект описва изотопното заместване при съседната връзка на прекъснатата връзка.
