Reaktiomekanismeja

Reaktiomekanismeja on kemiallisten reaktioiden tutkimuskohde. Ne kuvaavat, millaiset yksittäiset vaiheet muodostavat kokonaisuuden ja miten elektronit siirtyvät atomien välillä. Mekanismi sisältää reaktioyksiköiden, välituotteiden ja siirtymätilojen järjestyksen sekä energian muutoksen reaktio-koordinaatilla.

Välituotteet voivat olla lyhytaikaisia tai stabiileja; niiden havaitseminen tai epäilys antaa tukea mekanismille. Olosuhteet, kuten liuotin, lämpötila ja katalyytti, vaikuttavat siihen, minkä reitin reaktio seuraa.

Yleisimmät mekanismit liittyvät substituutioihin ja eliminaatioihin. Esimerkiksi SN1- ja SN2-substituutio sekä E1- ja E2-eliminaatio eroavat siinä, milloin ja miten elektronien siirtyminen tapahtuu. SN1-mekanismissa lähtöaine irtoaa ensin muodostaen karbokationin, jonka jälkeen nukleofiili liittyy. SN2 on yhden vaiheen reaktio, jossa nukleofiili hyökkää ja lähtöryhmä lähtee samanaikaisesti. E1- ja E2-mekanismeissa deprotonaation ja lähtöryhmän poistuminen johtavat alkeenin muodostumiseen.

Mekanismeja tutkitaan kokeellisesti kinetiikan, stereokemian sekä isotopimerkintöjen ja välituotteiden havainnon avulla, sekä laskennallisilla menetelmillä. Tietojen yhteen sovittaminen mahdollistaa reaktioiden ennustamisen sekä ohjaamisen ja optimoinnin.