Ključna razlika između primarnog i sekundarnog kinetičkog izotopskog učinka je u tome što primarni izotopski učinak opisuje izotopsku supstituciju na prekinutoj vezi, dok sekundarni izotopski učinak opisuje izotopsku supstituciju na vezi uz pokidanu vezu.
Kinetički izotopni učinak ili KIE odnosi se na promjenu brzine reakcije kemijske reakcije nakon supstitucije izotopa. Ovdje je atom u reaktantu zamijenjen njegovim izotopom tako da bi brzina reakcije bila drugačija od početne brzine. Tada možemo odrediti vrijednost za KIE dijeljenjem konstante brzine za reakciju koja uključuje laki izotopski supstituirani reaktant s konstantom brzine za reakciju koja uključuje teški izotopski supstituirani reaktant. Stoga se KIE veći od 1 smatra normalnim kinetičkim izotopskim učinkom, dok se KIE manji od 1 smatra obrnutim kinetičkim izotopskim učinkom.
Što je primarni kinetički izotopni učinak?
Primarni kinetički izotopni učinak je promjena brzine reakcije zbog izotopske supstitucije na mjestu kidanja veze. Ovdje je ova supstitucija u fazi kidanja veze u koraku koji određuje brzinu reakcije. Stoga je ova vrsta izotopskog učinka indikativna za kidanje veze ili stvaranje veze s izotopom u koraku ograničenja brzine.
Za reakcije nukleofilne supstitucije, primarni kinetički izotopski učinak primjenjuje se na izlazne skupine, nukleofile i alfa-ugljik na kojima se supstitucija događa. Ova vrsta kinetičkog učinka manje je osjetljiva od idealnog KIE. To je zbog doprinosa nevibracijskih čimbenika.
Što je sekundarni kinetički izotopni učinak?
Sekundarni kinetički izotopni učinak je promjena brzine reakcije zbog izotopskih supstitucija na mjestu koje nije mjesto kidanja veze. Drugim riječima, to ukazuje da nijedna veza s izotopski obilježenim atomom nije prekinuta niti formirana. Poput primarnog kinetičkog učinka, to se također događa u koraku određivanja brzine. Postoje tri vrste sekundarnih kinetičkih učinaka nazvanih alfa, beta i gama učinak.
Slika 01: Nukleofilna supstitucija s molekulama koje imaju vodik zamijenjen deuterijem
Za razliku od primarnog KIE, sekundarni KIE obično je mnogo manji. Međutim, ovaj tip KIE još uvijek je vrlo koristan u razjašnjavanju mehanizama reakcije jer je po atomu deuterija sekundarni KIE znatno velik. Osim toga, veličina sekundarnih kinetičkih izotopskih učinaka određena je vibracijskim čimbenicima.
Koja je razlika između primarnog i sekundarnog kinetičkog izotopnog učinka?
Kinetički izotopni učinak ili KIE odnosi se na promjenu brzine reakcije kemijske reakcije nakon supstitucije izotopa. Ključna razlika između primarnog i sekundarnog kinetičkog izotopskog učinka je u tome što primarni izotopski učinak opisuje izotopsku supstituciju na prekinutoj vezi, dok sekundarni izotopski učinak opisuje izotopsku supstituciju na susjednoj vezi s prekinutom vezom. Nadalje, za razliku od primarnog KIE, sekundarni KIE ima tendenciju da bude mnogo manji.
Štoviše, veličina sekundarnih kinetičkih izotopskih učinaka određena je vibracijskim čimbenicima, dok je primarni kinetički izotopski učinak manje osjetljiv zbog nevibracijskih čimbenika.
U nastavku infografika sažima razliku između primarnog i sekundarnog kinetičkog učinka izotopa.
Sažetak – primarni u odnosu na sekundarni kinetički izotopski učinak
Kinetički izotopni učinak ili KIE odnosi se na promjenu brzine reakcije kemijske reakcije nakon supstitucije izotopa. Ključna razlika između primarnog i sekundarnog kinetičkog izotopskog učinka je u tome što primarni izotopski učinak opisuje izotopsku supstituciju na prekinutoj vezi, dok sekundarni izotopski učinak opisuje izotopsku supstituciju na susjednoj vezi s prekinutom vezom.
