我们在使用UV-vis光谱法来确定反应速率时,必须选择一个特定的波长λmax来监测反应物随时间的衰减。只有阳离子受体MA 吸收,而不会干扰供体衰减和产物形成的吸收。
在20.0°C下,MA 与HEH反应的动力学扫描如图所示,该图由之前的学生Li Ma测定。阳离子受体的λmax选择为436 nm,并监测了动力学衰减率的测量。
从第1章开始,根据伪一级动力学,h-转移反应的速率表示为Rate=kobs[受体 ],反应速率与一个反应物浓度线性相关。
其中,[受体 ]t为t时刻的浓度,[受体 ]0为0时刻的浓度。根据比尔-兰伯定律,如式2.7所示,该定律将包含单一物质均匀浓度的物理材料的光学衰减与通过样品的光路长度和该物质的吸光度联系起来。
MA 与436 nm处HEH的伪一级反应的线性图-ln(A436nm)与t (s)如图所示,数据来自Li Ma。4伪一阶速率常数kobs可以用该图的斜率来表示。
其中kobs= k2[Donor-H],k2为二阶速率常数。k2可以用kobs除以H供体[供体-H]的浓度得到,见公式2.3:k2=kobs/[供体-H]。
动力学仪器结合Kinetics Studio软件应用于在温度梯度为5、15、25、35、45°C的条件下进行动力学测量,这些温度值转换为开尔文(K)用于动力学参数计算。
在动力学测量中,H-转移反应和D-转移反应在不同温度下连续进行。进行了六次试验,得到六个kobs值,然后取平均得到每个温度下H和D的平均kobs值。
我们使用这些平均值计算每个温度下的二阶速率常数k2H。每个温度下的KIE可以通过方程式2.10来确定。此过程在两个不同的日期重复了两次,报告了共计十八次测量的平均KIE值和汇总标准偏差。