反応中間体と多段階反応

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

反応中間体と多段階反応の違い

反応中間体 vs. 多段階反応

反応中間体（はんのうちゅうかんたい）、略して中間体とは、化学反応の過程で、反応物（あるいは前段階の中間体）から反応によって生成し、またさらに反応して最終生成物を与える分子実体のことである。 ほとんどの化学反応は複数の素反応からなる多段階反応であり、（最終生成物が生成する最後の段階を除いた）それぞれの素反応の生成物が反応中間体である。 例えば、次のような架空の反応を考えてみる。 そして、この反応が次のような素反応からなっていたとする。 このとき、X*が反応中間体である。. 多段階反応（英語:stepwise reaction）は、1つあるいは複数の反応中間体が関与し、複数の素反応が組み合わさっておこる化学反応である。 多段階反応では、全ての化学結合が一度に切れたりできたりするわけではない。ゆえに、反応物から生成物に至る反応経路上に反応中間体が現れる。1つの多段階反応は、1段階で1つの遷移状態を通って起こると考えられる素反応とは区別される。 多段階反応に関わる化学用語は多い: 全反応（overall reaction）、グローバル反応（global reaction）、見かけの反応（apparent reaction）、操作反応（operational reaction）、複合反応（complex reaction・composite reaction）、多段階反応（multiple step reaction, multistep reaction）などである。 質量作用の法則（英語版）に従う素反応と対照的に、多段階反応の反応速度は複数の素反応の反応速度を組み合わせて得られ、式がより複雑になる。さらに触媒反応では拡散によって反応が抑制される。しかし全体としては、律速段階（英語版）と呼ばれる素反応の中でもっとも遅い反応の反応速度が全体の反応速度を支配する。 触媒が関わる有機反応では、多段階反応が多い。例えば、典型的なエノールの反応は少なくとも下の2つの反応から成ることがわかっている。.

反応速度

反応速度（はんのうそくど、reaction rate）とは化学反応の反応物あるいは生成物に関する各成分量の時間変化率を表す物理量。通常、反応速度を表現する式は濃度のべき関数として表現される。.

反応中間体と反応速度 · 反応速度と多段階反応 · 続きを見る »

反応速度論

反応速度論（はんのうそくどろん、chemical kinetics）とは反応進行度の時間変化（速度）に関する物理化学の一分野である。物体の速度を扱う力学との類推で、かつては化学動力学と呼ばれていた。反応速度論の目的は反応速度を解析することで、反応機構や化学反応の物理学的本質を解明することにあった。今日においては原子あるいは分子の微視的運動状態は、巨視的な反応速度解析に頼ることなく、量子化学などの理論に基づき計算化学的な手法で評価する分子動力学によって解明できるようになっている。それゆえ、今日の反応速度論は学問的真理の探求よりは、実際の化学反応を制御する場合の基礎論理として利用されている。 なお、反応速度の求め方については記事 反応速度に詳しい。.

反応中間体と反応速度論 · 反応速度論と多段階反応 · 続きを見る »

化学反応

化学反応（かがくはんのう、chemical reaction）は、化学変化の事、もしくは化学変化が起こる過程の事をいう。化学変化とは１つ以上の化学物質を別の１つ以上の化学物質へと変化する事で、反応前化学物質を構成する原子同士が結合されたり、逆に結合が切断されたり、あるいは化学物質の分子から電子が放出されたり、逆に電子を取り込んだりする。広義には溶媒が溶質に溶ける変化や原子のある同位体が別の同位体に変わる変化、液体が固体に変わる変化MF2等も化学変化という。 化学変化の前後では、化学物質の分子を構成する原子の結合が変わって別の分子に変化する事はあるが、原子そのものが別の原子番号の原子に変わる事はない（ただし原子間の電子の授受や同位体の変化はある）。この点で原子そのものが別の原子に変化する原子核反応とは大きく異なる。 化学反応では反応前の化学物質を反応物(reactant)、反応後の化学物質を生成物(product)といい、その過程は化学反応式で表記される。例えば反応物である（塩酸）とNaOH（水酸化ナトリウム）が化学反応して生成物であるH2O（水分子）とNaCl（食塩）ができあがる状況を示した化学反応式は と表記される。.

化学反応と反応中間体 · 化学反応と多段階反応 · 続きを見る »

カルボカチオン

平面構造の''tert''-ブチルカチオン カルボカチオン (carbocation) は炭素原子上に正電荷を持つカチオンのことである。電気的に中性な有機化合物の炭素原子からヒドリドイオンが脱離した形の3価の炭素のカチオンと、電気的に中性な有機化合物の炭素原子にプロトンが付加した形の5価のカチオンがある。 IUPAC命名法では、そのカルボカチオンにヒドリドイオンを付加した炭化水素の語尾を -ylium に変更して命名するか、そのカルボカチオンからプロトンを除去した炭化水素の語尾を -ium に変更して命名する。すなわち CH3+ は CH4 メタン (methane) の語尾を -ylium に変更してメチリウム (methylium)、CH2 メチレン (methylene) の語尾を -ium に変更してメチレニウム (methylenium) と命名する。CH5+ はメタンの語尾を -ium に変更してメタニウム (methanium) と命名する。 このIUPAC命名法に従うと従来3価のカルボカチオンに対してしばしば使用されてきたカルボニウムイオン (carbonium ion) は5価のカチオンと混同する可能性がある。そのため、3価のカルボカチオンについては2価の炭素化合物であるカルベン (carbene) にプロトンが付加した形であることを強調してカルベニウムイオン (carbenium ion) という語が特に使われることもある。.

カルボカチオンと反応中間体 · カルボカチオンと多段階反応 · 続きを見る »

素反応

素反応（英語:elementary reaction）は、1個もしくは複数の化学種が直接反応して1段階で遷移状態を通って生成物に至る化学反応である。実際は、反応中間体が検出されなかったり、反応が単分子スケールであると仮定せざるを得ない場合はその反応は素反応であると考えられている。見かけ上の素反応が実は寿命の長い反応中間体を含む多段階反応である可能性もある。 一分子反応の素反応では、分子Aが解離したり異性化したりして生成物になる。 温度が一定ならば、そのような反応の反応速度はAの濃度に比例する。 2分子反応の素反応では、2つの原子、分子、イオンやラジカルなど（AとBとする）が反応して生成物に変わる。 温度が一定ならば、反応速度はAとBの濃度の積に比例する。 二分子素反応の反応速度式はしばしば、1864年にとワーゲが提唱した質量作用の法則（英語版）で参照される。このタイプの反応の例として環化付加反応が挙げられる。この反応の反応速度式はを用いて理想気体の第一法則から導ける。溶解度に低い液体の平衡の場合は、単純な確率論から結果が得られる。 衝突理論によれば、3つの化学種が溶液中で衝突して反応する（三分子反応）確率は無視できるほど小さい。したがってそのような反応は素反応ではなく、質量作用の法則に従って二分子の反応の組に分けることができると考えられている。 in agreement with the しかし、全体の反応速度を導き出すことが常に可能ではない。ただし近似やミカエリス・メンテンの近似を用いることで反応速度式を導くことが可能な場合がある。.

反応中間体と素反応 · 多段階反応と素反応 · 続きを見る »

遷移状態

遷移状態（せんいじょうたい、英語：transition state）とは、化学反応の過程で原系から生成系に変換するときに通る最もエネルギーの高い状態のことである。 例えば、2つの分子の衝突によって反応が開始するとき、衝突によって力学的エネルギーが分子内部のエネルギーに変換され、2つの分子の構造は元の構造とは異ったゆがんだ構造となり、元の構造のときよりもエネルギーが高い。このような構造の内、最もエネルギーの高い状態を遷移状態と呼び、その周辺の状態を活性錯体（または活性複合体、活性錯合体）と呼ぶ。 遷移状態は、一般の反応中間体のように直接観測することはできない。しかしフェムト秒単位での赤外分光法により、遷移状態にごく近い反応中間体を捉えることが可能になっており、遷移状態は一般には元の結合が残る一方で新たな結合が形成されつつある状態であると考えられている。 遷移状態の概念は反応速度論において非常に重要である。原系と遷移状態とのエネルギー差が反応の活性化エネルギーに相当し、遷移状態のエネルギーが低い方が活性化エネルギーを獲得する分子の数が増して反応が進みやすくなる。遷移状態の概念は1935年頃ヘンリー・アイリングやマイケル・ポランニーらによって「遷移状態理論」として導入され、アイリングの「絶対反応速度論」などとして発展した。（記事 反応速度論に詳しい） 酵素による触媒作用の1つの要因として、遷移状態が安定化される（すなわち遷移状態のエネルギーが低下する）ことにより活性化エネルギーが減少する効果がある。これを応用して、目的とする反応の遷移状態に類似した化合物を用いて抗体酵素を得る研究がされている。.

反応中間体と遷移状態 · 多段階反応と遷移状態 · 続きを見る »