Cơ chế của xúc tác chuyển pha

Để thực hiện một phản ứng, điều cần thiết là các loại tác nhân: phân tử, ion,… có thể tiến lại gần nhau. Do đó, xu hướng tự nhiên để thực hiện phản ứng hóa học là trong môi trường đồng thể, trong các dung môi có thể hòa tan, ít nhất là có một phần nào đó các phần tử tham gia phản ứng. Ví dụ khi các chất phản ứng là ion tương tác với các hợp chất hữu cơ không phân cực, sự hình thành môi trường đồng thể cho một phản ứng gặp nhiều khó khăn nghiêm trọng. Trong trường hợp này và nhiều trường hợp khác, xúc tác chuyển pha (phase transfer catalysisPTC) hay XTCP là một giải pháp hiệu quả và đơn giản.XTCP là một phương pháp chung và ứng dụng cho các phản ứng mà ở đó các anion vô cơ, hữu cơ, cacben và những tác nhân hoạt động khác phản ứng với các hợp chất hữu cơ. Ngược với xu hướng chung thực hiện phản ứng trong môi trường đồng thể, theo khái niệm XTCP, phản ứng được thực hiện trong môi trường dị thể hệ hai pha (1 pha là nơi chứa các anion hoặc bazơ cho sự hình thành anion hữu cơ, ngược lại chứa các chất hữu cơ và chất xúc tác các cation ưa dầu được chứa trong pha thứ hai, pha hữu cơ). Các anion được liên tục đưa vào pha hữu cơ dưới dạng cặp anion ưa dầu với các cation được cung cấp bởi chất xúc tác. Hầu hết các cation tetra ankyl amoni (TTA) đáp ứng yêu cầu này. XTCP được công bố đầu tiên bởi Jarausse năm 1951. Trong XTCP thì một chất tham gia phản ứng nằm trong pha hữu cơ phản ứng với một tác nhân nằm trong một pha khác thường là pha nước hay pha rắn. Phản ứng được thực hiện nhờ một tác nhân chuyển được gọi là xúc tác chuyển pha. Tác nhân này có khả năng hòa tan hay tách các ion hữu cơ hay vô cơ dưới dạng các cặp ion vào trong môi trường hữu cơ và phản ứng tạo thành sản phẩm mong muốn xảy ra ở pha hữu cơ này 2.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

===  ===

TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ XÚC TÁC CHUYỂN PHA

CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỦA XÚC TÁC CHUYỂN PHA TRONG MÔI

TRƯỜNG TRUNG TÍNH, PHẢN ỨNG N-ANKYL HÓA,

TÍNH HIỆU QUẢ CỦA CHẤT XÚC TÁC

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

MỞ ĐẦU

Để thực hiện một phản ứng, điều cần thiết là các loại tác nhân: phân tử,ion,… có thể tiến lại gần nhau Do đó, xu hướng tự nhiên để thực hiện phảnứng hóa học là trong môi trường đồng thể, trong các dung môi có thể hòa tan,

ít nhất là có một phần nào đó các phần tử tham gia phản ứng Ví dụ khi cácchất phản ứng là ion tương tác với các hợp chất hữu cơ không phân cực, sựhình thành môi trường đồng thể cho một phản ứng gặp nhiều khó khăn nghiêmtrọng Trong trường hợp này và nhiều trường hợp khác, xúc tác chuyển pha(phase transfer catalysis-PTC) hay XTCP là một giải pháp hiệu quả và đơngiản

XTCP là một phương pháp chung và ứng dụng cho các phản ứng mà ở

đó các anion vô cơ, hữu cơ, cacben và những tác nhân hoạt động khác phảnứng với các hợp chất hữu cơ Ngược với xu hướng chung thực hiện phản ứngtrong môi trường đồng thể, theo khái niệm XTCP, phản ứng được thực hiệntrong môi trường dị thể hệ hai pha (1 pha là nơi chứa các anion hoặc bazơ cho

sự hình thành anion hữu cơ, ngược lại chứa các chất hữu cơ và chất xúc tác các cation ưa dầu được chứa trong pha thứ hai, pha hữu cơ) Các anion đượcliên tục đưa vào pha hữu cơ dưới dạng cặp anion ưa dầu với các cation đượccung cấp bởi chất xúc tác Hầu hết các cation tetra ankyl amoni (TTA) đápứng yêu cầu này XTCP được công bố đầu tiên bởi Jarausse năm 1951 TrongXTCP thì một chất tham gia phản ứng nằm trong pha hữu cơ phản ứng vớimột tác nhân nằm trong một pha khác thường là pha nước hay pha rắn Phảnứng được thực hiện nhờ một tác nhân chuyển được gọi là xúc tác chuyển pha.Tác nhân này có khả năng hòa tan hay tách các ion hữu cơ hay vô cơ dướidạng các cặp ion vào trong môi trường hữu cơ và phản ứng tạo thành sảnphẩm mong muốn xảy ra ở pha hữu cơ này [2]

-Hiện nay người ta đã tìm ra nhiều chất xúc tác chuyển pha, trong cácXTCP này, các muối amoni bậc 4 và các photphoni được sử dụng rộng rãinhất Các phản ứng XTCP được chia thành: các phản ứng xảy ra trong các môitrường axit hay trung tính và các phản ứng xảy ra khi có mặt các bazơ vô cơđậm đặc Trong bài tiểu luận này chúng ta cùng tìm hiểu về cơ chế của XTCPtrong môi trường trung tính, XTCP trong phản ứng N-ankyl hóa và đánh giátính hiệu quả của chất xúc tác

PHẦN 1: CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỦA XÚC TÁC CHUYỂN PHA

TRONG MÔI TRƯỜNG TRUNG TÍNH 1.1 VÀI NÉT VỀ XÚC TÁC CHUYỂN PHA

Các chất xúc tác được sử dụng tiện lợi nhất là các muối oni hay các tácnhân tạo phức, chúng có thể che chắc và hòa tan các ion kim loại kiềm Chứcnăng cơ bản là chuyển các anion của muối vào môi trường hữu cơ dưới dạngcặp ion, các cặp ion này gần như không bị hòa tan và che chắn trong dung môiphi proton, do đó nó rất hoạt động

Các phản ứng XTCP bao gồm việc tách các anion vào các dung môihữu cơ nhờ cation xúc tác do đó khái niệm về XTCP được hiểu rộng hơn: đó

là quá trình tách cation (thậm chí là các phân tử trung hòa) từ một pha nọ vàopha kia với sự có mặt của chất xúc tác

Như vậy có thể định nghĩa một chất xúc tác chuyển pha là một chất xúctác tạo điều kiện cho sự di chuyển của một chất phản ứng trong một hệ thốngkhông đồng nhất từ một pha vào một pha khác mà phản ứng có thể xảy ra.Chất phản ứng ion thường tan trong pha nước nhưng không tan trong pha hữu

cơ trừ khi có mặt các chất xúc tác chuyển pha

1.1.2 Cặp ion trong pha hữu cơ [1]

Nói chung XTCP bao gồm việc tách hoặc hòa tan các phần tử mangđiện vào trong dung môi hữu cơ Trong XTCP, các muối của anion vô cơ và

các cation hữu cơ có kích thước như (CH3)4N+ không tan trong các dung môihữu cơ không phân cực, tuy vậy chúng có thể tan trong CHCl3 và CH2Cl2 Cácanion có kích thước lớn có thể làm cho các muối kali của chúng tan đượctrong các dung môi thơm như benzen Tương tự các cation oni lớn làm chomuối của anion kị hữu cơ có kích thước nhỏ hòa tan trong hidrocacbon.Ionophore (nhóm nguyên tử hay phân tử mang điện tích trong mạng lưới tinhthể) phân li (hay phân li một phần) thành các anion và các cation bị solvat hóatrong các dung môi có hằng số điện môi cao (dẫn điện tốt) Trong các dungmôi không phân cực, các chất điện li mạnh có thể bị hòa tan cho những dungdịch có độ dẫn điện thấp Điều này cho thấy chỉ một phần muối hòa tan bịphân li thành các ion tự do Các muối phân li ở trên được gọi là cặp ion Cặpion là sự kết hợp của các ion trái dấu để tạo nên một phần tử trung hòa điệntích Điểm phân biệt cặp ion với các ion tự do là các dung dịch chỉ chứa ion tự

1.1.3 Sự tách cặp ion từ dung dịch nước [1]

Xét một phản ứng thế ở hai pha của anion của muối và một chất hữu cơbao gồm một số quá trình sau:

a) Phản ứng chung

Nan+ Yn- + RX hc [Q

+ X - ] XTCP Nan+Xn- +RYhc (1)trong đó:

n: là pha nước ; hc : pha hữu cơ ; Q+ là cation xúc tác ; [Q+X-] là cặp ionPhương trình (1) bao gồm 2 cân bằng

b) Phản ứng hóa học trong pha hữu cơ :

[Q + Y - ]hc

c) Cân bằng tách:

+ [Q + Y - ]hc+

e) Qn + Yn- [Q+Y-]hc

Phương trình e) là cơ sở để hiểu tất cả quá trình XTCP

Phương pháp XTCP khác với những phương pháp thường sử dụng đểtổng hợp hữu cơ là phản ứng được thực hiện trong hệ hai pha dị thể, ở đó sựhòa tan giữa hai pha là không đáng kể Trong những hệ như vậy thì chất xúctác (nguồn cation ưa dầu nằm trong pha hữu cơ) liên tục đưa anion ở dạng cặpion ưa dầu vào pha hữu cơ Các phản ứng ở đó sử dụng XTCP được chia làmhai nhóm chính:

1) Tác nhân anion ở dạng muối natri hoặc kali như NaCN, KN3, KMnO4,

CH3COONa,…do đó các cation ưa dầu của chất xúc tác chuyển những anionnày vào pha hữu cơ ở dạng cặp ion ưa dầu tạo ra qua sự trao đổi liên tục.2) Tác nhân anion sẽ được tạo ra trực tiếp từ tiền chất tương ứng như axit CH,

OH, NH và SH dưới tác dụng của một bazơ trong pha vô cơ Ở đây xúc táctham gia vào sự hình thành và di chuyển tác nhân vào pha hữu cơ

Trong XTCP, tác nhân phản ứng hữu cơ (nguyên chất hoặc trong dung môihữu cơ) được nằm trong pha hữu cơ lỏng, ngược lại muối vô cơ hoặc bazo(dạng dung dịch hoặc dạng rắn) hình thành nên pha vô cơ Xúc tác được hòatan trong pha hữu cơ và liên tục chuyển các tác nhân phản ứng vào pha hữu

cơ Phản ứng XTCP được thực hiện trong hệ hai pha không hòa lẫn vào nhau:lỏng-lỏng và lỏng- rắn Trong các hệ lỏng-lỏng các tác nhân hữu cơ tinh khiếthoặc hoặc trong dung môi hữu cơ hình thành pha hữu cơ không hòa tan lẫnvới dung dịch nước muối chứa các anion không mong muốn hoặc dung dịchbazo, hầu hết là dung dịch nồng độ cao của KOH và NaOH Chất xúc tácchuyển anion vô cơ từ dung dịch nước và anion hữu cơ tạo thành qua sự đềproton hóa của tiền chất tương ứng vào pha hữu cơ Trong hệ lỏng-rắn, chất

rắn, các muối vô cơ dạng hạt hoặc bazo (K2CO3, NaOH…) được huyền phùhóa trong pha hữu cơ và chất xúc tác chuyển anion vô cơ từ bề mặt của muốithể rắn hoặc anion hữu cơ tạo ra trên bề mặt của bazo rắn sang pha hữu cơ.Các chất được sử dụng làm XTCP là các nguồn cation ưa dầu hoặc có thể tạo

ra cation ưa dầu:

-Nguồn cation bền ưa dầu như: TAA, triankylsunfoni, tetraankyphosphoni…-Các phân tử hữu cơ trung hòa tạo ra các loại cation ưa dầu có thể chuyểnanion vào pha hữu cơ không phân cực: ete crown và cryptand, ete củapolyetylen glycol, một vài dung môi DMSO DMF, HMPT

Đặc trưng quan trọng nhất của các phản ứng XTCP là nồng độ của tác nhânanion trong pha hữu cơ không vượt quá nồng độ của chất xúc tác (thôngthường 1% nồng độ mol của sản phẩm tách Do đó hầu hết các phản ứngXTCP có thể thực hiện không cần dung môi hữu cơ, miễn là nguồn hữu cơ banđầu ở dạng lỏng và do đó làm dung môi cho các tác nhân phản ứng

1.1.4 Ưu điểm của xúc tác chuyển pha [3]

Các nghiên cứu chỉ ra rằng việc sử dụng XTCP có các ưu điểm sau:

-Hạn chế việc sử dụng các dung môi hữu cơ

-Sử dụng các chất phản ứng đơn giản và không tốn kém (NaOH, KOH,

K2CO3… thay vì NaH , KHMDS t-BuOK, …)

-Sản phẩm có hiệu suất và độ tinh khiết cao

-Quy trình đơn giản

-Khả năng mở rộng quy mô lớn

-Tiêu thụ năng lượng và chi phí thấp

-Giảm thiểu chất thải công nghiệp

Một số ví dụ về phản ứng XTCP

1.2 CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỦA XÚC TÁC CHUYỂN PHA TRONG MÔI TRƯỜNG TRUNG TÍNH (Các phản ứng thế, oxi hóa và khử hóa xảy

ra ở môi trường trung tính) [1]

Cơ chế XTCP cho các phản ứng thế đã được Stark đưa ra như sau:cation oni Q+ tách anion Y- vào pha hữu cơ hình thành nên cặp ion [Q+Y-]được Cặp ion này tham gia phản ứng thế nhanh với RX cho sản phẩm phảnứng Muối mới [Q+X-] quay trở lại pha nước mà ở đó Q+ lại nhận một ion Y-

mới để tạo nên vòng xúc tác tiếp theo

Cơ chế trên có thể mô tả theo sơ đồ phản ứng sau

Vì các chất xúc tác chuyển pha kiểu oni có thể làm giảm sức căng bề mặt hoặc

có tính chất giống như chất hoạt động bề mặt nên trước hết phải khẳng định

rằng phản ứng xảy ra ở trong pha hữu cơ chứ không phải ở bề mặt giữa hai

pha hay là trong pha nước.

Ảnh hưởng của tốc độ khuấy lên động học phản ứng đã được nghiên

cứu Theo đó tốc độ của phản ứng giữa các bề mặt điển hình tỉ lệ với tốc độkhuấy nằm trong khoảng từ 600 đến 1700 vòng/phút Ngược lại các phản ứngXTCP không bị ảnh hưởng bởi tốc độ khuấy khi tốc độ khuấy vượt qua một

giá trị tối thiểu cần thiết để làm triệt tiêu những gradient nồng độ ở cả hai phía

của bề mặt ngăn cách giữa hai pha Thực nghiệm cho thấy với các chất thamgia phản ứng trung tính thì tốc độ phản ứng là không đổi khi tốc độ khuấy vàokhoảng 200-300 vòng/phút Trong phản ứng tổng hợp ete từ ancol và ankylclorua khi có mặt NaOH và XTCP thì tốc độ khuấy chỉ cần 80 vòng/phút Từnhiều kết quả khác nữa về tốc độ khuấy người ta rút ra kết luận rằng phản ứngkhông xảy ra ở bề mặt giữa hai pha Thực tế cả hai chất phản ứng hữu cơ vàchất xúc tác ưa mỡ ít nhiều không tan trong pha nước chứng tỏ rằng phản ứngxảy ra hoặc là trong pha hữu cơ hoặc có thể trong pha mixen Các công trìnhnghiên cứu khi sử dụng các điện cực chọn lọc ion đã khẳng định sơ đồ cơ chếtrên và người ta đã xác định được rằng cân bằng tách là nhanh Bởi vậy bướcquyết định tốc độ phải xảy ra trong pha hữu cơ

Các hằng số tốc độ bậc 2 đối với ankyl hóa tetrapentylamoni

nitrophenolat là như nhau trong phản ứng đồng thể với dung môi làđiclometan và trong CH2Cl2/H2O Căn cứ vào động học của các phản ứng khácngười ta cũng xác định được các phản ứng trong XTCP phải xảy ra trong pha

hữu cơ Hơn nữa, hằng số tốc độ phụ thuộc một cách tuyến tính vào nồng

độ xúc tác Vì vậy các hằng số tốc độ đối với các chất xúc tác khác nhau đã

được chuẩn hóa

Các hằng số tốc độ của các phản ứng XTCP đã được chứng minh là bậc

2 như ở trên Nhưng tùy thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng, hằng số tốc

độ của các phản ứng XTCP có thể là bậc 1 Ví dụ, phản ứng giữa một lượng

dư lớn Cl-, Br- và I- trong nước và n-octylmetan sunfonat trong clobenzen vớitributylhexanđexylphosphoni halogenua làm xúc tác có hằng số động học giảbậc 1

cơ và quá trình này gần như quá trình tự xúc tác K< 0,1 thì phản ứng dừng lại,

đó là “hiệu ứng đầu độc chất xúc tác” không mong muốn, nghĩa là liên hợp

cation oni ngày càng mạnh với anion làm giảm dần nồng độ chất xúc tác Sựđầu độc này có thể tránh được nếu như lượng chất xúc tác dùng tương đương

về số mol Đối với K= 0,01 thì việc tăng nồng độ chất xúc tác từ 1 đến 20%mol cũng đủ để giữ cho phản ứng không bị dừng lại

Động học giả bậc 1 của XTCP đã được nghiên cứu nhiều Tuy nhiênđiều này có thể là đúng chỉ khi độ lớn của K và lượng dư [Y-]n kết hợp làmcho [Q+Y-]hc luôn thật sự không đổi Tỉ lệ [Y-]n/ [RX] yêu cầu cho quá trìnhXTCP là bậc 1 đã được tính toán như trong bảng dưới đây:

Bảng 1.1 Tỉ lệ mol tối thiểu của [Y - ] n / [RX] đủ để có thể xác định được

2

84

1001000

0,80,4Khi K rất lớn thì một nồng độ thấp hơn nồng độ đương lượng của Y- làcần thiết cho quá trình động học giả bậc 1 cho đến khi Y- bị tiêu hết và phảnứng kết thúc

Chú trọng rằng hằng số tách EQX, EQY và K bị ảnh hưởng không chỉ bởi

độ hoạt động của các ion mà còn bởi nhiều yếu tố khác như các quá trình phụnhư đã nói ở trên Thật vậy, K[2] và ko[2,4] tăng lên một cách rõ ràng khi phanước gần bão hòa hoặc chất tham gia phản ứng hoặc sản phẩm phản ứng.Động học giả bậc 1 phù hợp với RX được quan sát thấy trong octan với dungdịch NaCN trong nước và xúc tác là tributylhexađexylphosphoni bromua.Trong trường hợp khi phản ứng tổng cộng là thuận nghịch:

[Q + X - ]hc + Y

-n [Q+Y-]hc + X-n

K

(2)[Q + Y - ]hc + RX Khc [Q + X - ]hc + RY (3ª)Như vậy sẽ dẫn đến:

K* = K.K hc (12)Tuy nhiên khi khảo sát chặt chẽ hơn người ta thấy rằng cân bằng được biểu thịtrong phương trình (12) có thể đạt được chỉ khi K gần bằng 1 hay khi lượngxúc tác là tương đương vê số mol Nếu như K rất khác 1 (từ 0,001 đến 1000)thì vị trí cân bằng sẽ được xác định bởi dư lượng xúc tác đã sử dụng

Giả sử khi nghiên cứu một phản ứng khi dùng 1% xúc tác (0,01M),Khc=10.000, K=0,001 và các dung dịch 1M của RX và Yn- Vì X- được giảiphóng ngày càng tăng trong quá trình phản ứng và đầu độc chất xúc tác nênphản ứng (1ª) trở nên ngày càng chậm Đồng thời phản ứng ngược theophương trình (1ª) đạt được trạng thái cân bằng Bằng cách dùng phương trình(4) thì số mol của chất xúc tác Z đã cặp đôi với Y- ở độ chuyển hóa 10% cóthể được tính như sau:

Z 0,1 (0,01-Z).0,9 = 0,001 Z = 8,9.10

-5

Thật vậy, sau khi chuyển hóa 10% thì 99,1% chất xúc tác đã cặp đôi với X

-hơn là Y- và phản ứng thuận (1ª) dừng lại thật sự Cân bằng tại thời điểm đóphải nằm gần ở độ chuyển hóa 10% mặc dầu K* có thể có một giá trị cực đại

là 10

Đối với xúc tác chuyển pha nói chung, cation xúc tác chuyển dời cùng với cácion trái dấu khác nhau từ pha này sang pha kia Khả năng này không đáng kểkhi chuyển các phương trình (1) hay (1ª) vào các phương trình (2) và (3) hay(3ª) tương ứng Tuy nhiên, người ta cũng phân vân: liệu sự chuyển đổi vật lýcủa cation giữa hai pha có cần thiết hay không Tùy thuộc vào dung môi vàvào độ ưa mỡ của muối oni được sử dụng mà chất xúc tác có thể ở pha hữu cơhoặc pha nước Người ta đã chỉ ra rằng sự chuyển đồng thời cation xúc tác làkhông cần thiết đối với XTCP Thật vậy, từng giọt dung dịch amoni bậc 4bromua trong điclometan được đưa vào phía dưới bề mặt chất lỏng của ốngđong nhỏ chứa đầy dung dịch nước của natri 4-(2,4-đinitrophenylazo)-phenoxit Trong nước, chỉ thị nay có màu đỏ ứng với dạng anion và màu xanhtrong điclometan dưới dạng cặp ion với Q+ Trong quá trình đi vào ống đong,giọt thuốc thử chuyển thành màu xanh chỉ ra rằng có sự trao đổi anion Nếu Q+

cùng được tách vào pha nước thì nó không thể quay trở lại vì giọt thuốc thửrơi nhanh để Q+ lại đằng sau Một thí nghiệm khác, trong một ống hình chữ U

có chứa hai pha hữu cơ độc lập được tách ra bởi dung dịch nước của muối vô

cơ Người ta thay đổi các xúc tác khác nhau từ loại rất ưa mỡ được tách 100%vào pha hữu cơ tới loại bị tách một phần vào trong pha nước n-Octylmetansunfonat được đưa vào một trong các pha hữu cơ, và chất xúc tác vào trongmột pha hữu cơ khác Với các xúc tác ít ưa mỡ, phản ứng XTCP bắt đầu xảy

ra sau một thời gian nhất định để khuếch tán qua pha trung gian và tốc độ tănglên từ 0 tới một giá trị không đổi Ngược lại, chất xúc tác ưa mỡ 100%(Noct4Br và Pbu3C16H33Br) không có khả năng khơi mào cho phản ứng XTCPtrong pha hữu cơ khác Nhưng phản ứng sẽ xảy ra nhanh nếu thêm chất xúctác vào pha hữu cơ có chứa chất tham gia phản ứng

Từ các thí nghiệm và phân tích trên, có thể mô tả quá trình XTCP xảy ra vớicác xúc tác ưa mỡ như sau:

Một vấn đề khác về cơ chế là phản ứng xảy ra hoặc là trong pha hữu cơ quacặp ion hoặc qua anion tự do Như ở phần trên đã chứng minh Hằng số phân

ly của cặp ion trong môi trường phân cực của XTCP là bậc 10-5 Vì vậy nồng

độ của các anion tự do là rất nhỏ nên các phản ứng từ anion là không lớn Tuynhiên, khi nghiên cứu động học của XTCP trong phản ứng trao đổi halogenuathì thấy rằng: Nếu phản ứng xảy ra qua giai đoạn tạo thành anion tự do thì tốc

độ sẽ tỉ lệ thuận với căn bậc hai của nồng độ [Q+X‾] trong pha hữu cơ Vì tốc

độ tỉ lệ thuận với [Q+X‾] nên cặp ion phải là tác nhân nucleophin chủ yếutrong vùng nồng độ đang nghiên cứu

1 ) Chuyển các xyanua vào pha hữu cơ

2 ) Kích hoạt cyanide chuyển cho phản ứng với halogenua alkyl

3 ) Chuyển các anion clorua thế lại vào pha lỏng để bắt đầu một chu kỳ xúc tácmới

Quá trình này được biểu thị theo sơ đồ dưới đây

Ở đây phản ứng xảy ra theo ít nhất hai bước:

Bước 1: Phản ứng nội tại hay phản ứng thế ở pha hữu cơ

Nếu bước này quyết định tốc độ phản ứng thì cơ chế phản ứng là cơ chế phân

bố (extraction mechanism)

Bước 2: Bước chuyển

Nếu bước này quyết định tốc độ phản ứng thì cơ chế phản ứng là cơ chế bềmặt (Interfacial Mechanism)

Chúng ta cùng xét cơ chế xảy ra ở các bước

Bước 1: Trong phản ứng trên dung dịch anion cyanide phải đủ hoạt động

để cho quá trình thế có thể xảy ra Ở đây NaCN là một tác nhân kém hoạtđộng do sự liên kết ion chặt chẽ của NaCN, hoặc năng lượng tương tác lớnràng buộc hai ion với nhau

Sự khác biệt về bán kính ion có thể được suy ra từ năng lượng tương tác ionbằng cách tính toán Coulomb đơn giản ở đây là 11,4 Kcal/mol với NaBr và 5,3Kcal/mol với Bu4NBr Các nghiên cứu cũng chỉ ra mỗi cặp ion giảm 5Kcal/mol khác biệt về năng lượng hoạt hóa là tương đương với một thay đổi

4400 lần trong tốc độ phản ứng

pha hữu cơ

pha nước