Wenn die Reaktion unter Standardbedingungen (Einheitskonzentrationen und -drücke) und bei einer Temperatur durchgeführt wird, die einer Tabelle mit thermodynamischen Werten entspricht (normalerweise 298.15 K), können Sie die standardmäßige freie Gibbs-Bildungsenergie subtrahieren (#DeltaG_f#) der Reaktanten von denen der Produkte.

Andernfalls müssen Sie einen komplizierteren Ansatz wählen:

1. Berechnen Sie die Standard-Reaktionsenthalpie durch Subtrahieren #DeltaH_f# der Reaktanten aus den Produkten.

2. Folgen Sie einem ähnlichen Verfahren, um die Standard-Reaktionsentropie zu berechnen (#DeltaS#).

3. Berechnen #DeltaG^0# für die Reaktion mit der Gleichung #DeltaG^0=DeltaH^0-TDeltaS^0#. Dies macht die Annäherung, dass #DeltaH^0# und #DeltaS^0# sind temperaturunabhängig. Das hochgestellte 0 zeigt "unter Standardbedingungen" an.

Die #DeltaG^0# dass Sie in Schritt 3 berechnet haben, ist die Standardänderung von Gibbs Free Energy, vorausgesetzt, dass alle Reaktanten und Produkte in Einheitskonzentrationen vorliegen (1 M für gelöste Stoffe oder 1 bar Partialdruck für Gase oder reine Flüssigkeiten oder reine Feststoffe). Wenn du rechnen willst #DeltaG# Unter nicht standardmäßigen Bedingungen müssen Sie die Gleichung verwenden

#DeltaG = DeltaG^0 + RTlnQ# wobei Q das Verhältnis der Konzentrationen (oder Aktivitäten) der Produkte geteilt durch die Reaktanten ist. Unter Standardbedingungen ist Q = 1 und #DeltaG=DeltaG^0#. Unter Gleichgewichtsbedingungen ist Q = K und #DeltaG=0# so #DeltaG^0=-RTlnK#.

Für eine höhere Genauigkeit können Sie die Temperaturabhängigkeit von berücksichtigen #DeltaH^0# und #DeltaS^0# unter Berücksichtigung der #DeltaT# zwischen der tatsächlichen Reaktionstemperatur und der Standardtemperatur der von Ihnen verwendeten thermodynamischen Tabelle. Wenn Ihre Reaktion beispielsweise bei 350K und Ihre Tabelle bei 298K liegt, beträgt die Enthalpie und Entropie der Bildung für jeden Reaktanten und jedes Produkt:
#Delta_fH_350# = #Delta_fH_298 + C_P(350-298)#
#S_350# = #S_298 + C_P ln(350/298)#
Dann berechnen Sie die #DeltaH# und #DeltaS# für die Reaktion und den Rest des Verfahrens bleibt unverändert.

Es kann sich etwas Biphenyl bilden, wenn nicht das gesamte Phenylbromid bereits mit dem Magnesiumfeststoff reagiert hat, um das Grignard-Reagens zu bilden. In dieser Situation wirkt das Grignard-Reagens als sehr starkes Nucleophil gegenüber dem regulären Phenylbromid.

Zuallererst Biphenyl sieht aus wie das:

BENZYNE INTERMEDIATES ?!

Wenn ich mir diese Verbindung anschaue, fällt mir sofort eine Reaktion ein, und sie ist ziemlich seltsam (Organische Chemie, Bruice, Ch. 16.14).

Was Sie im Grunde haben, ist ein nucleophile aromatische Substitution (NAS), wo Sie ein sehr starkes Nucleophil sehen (#"NH"_2^(-)#) das Proton vom Kohlenstoff abzupfen #alpha# zu einem elektronenziehenden, schwach desaktivierender Substituent sowie #"Br"# or #"Cl"#. Es bildet sich eine instabile Benzin-Zwischenprodukt.

Das kann passieren weil #"NH"_2^(-)# ist so ein starker Nucleophil. Wie? Die konjugierte Säure ist Ammoniak, dessen pKa ungefähr ist #36#. Das Anion hat also a viel höhere Basizität, und daher ist viel Nucleophil (ein Nucleophil ist im Kern eine Lewis-Base; wenn es ein gutes Nucleophil ist, ist es einfach schnell).

(Beachten Sie, dass bei dieser Reaktion ein Kohlenstoff markiert wurde, um zu demonstrieren, dass das entstehende Benzin-Intermediat an jedem Kohlenstoff angegriffen werden kann, der zur Dreifachbindung beiträgt.)

ÄHNLICHKEITEN MIT DER GRIGNARD-LAGE

Was Sie mit dem obigen Mechanismus tun sollten, ist sich vorzustellen, wie es passieren würde, wenn Sie anstelle von Phenylmagnesiumbromid verwenden würden #"NH"_2^(-)# als dein Nucleophil.

Der pKa von Benzol ist #~43#, während das von Ammoniak ist #~36#. Das heißt, die konjugierte Base von Benzol ist gerade mehr nucleophil als das von Ammoniak.

Also, wenn dieser Mechanismus auftreten kann (was es tut), Ein sehr ähnlicher Mechanismus wird wahrscheinlich auftreten, um Biphenyl unter Verwendung der analogen Grignard-Situation zu bilden.

Im Wesentlichen übernimmt das Grignard - Reagenz die Rolle des #"NH"_2^(-)#. Der letzte Schritt wird durch die Anwesenheit des Magnesiumbromidkations elektrostatisch stabilisiert.