Героя различных сказок часто приходится выполнять 3 желания. Если бы желания формулировал химик-синтетик, то они были бы следующими:
- хочу, чтобы реакции протекали всегда в нужном направлении;
- хочу, чтобы был обеспечен максимальный выход реакционных продуктов;
- хочу, чтобы реакция всегда протекала с необходимой скоростью.
Этот перечень и выражает главные мечтания каждого химика-синтетика, как производственника, так и научного работника.
Реализовать данные задачи в полном объеме для химика-практика удается не всегда, но они являются неким ориентиром в ходе осуществления любого химического процесса. Достижение успеха зависит от множества факторов: выбор аппаратурного оформления или метода синтеза, температурный режим, подбор катализатора, тактические приемы и чистота исходных. А также очень важным фактором в достижении успеха является удачный выбор растворителя.
Роль органического растворителя в ходе течения химической реакции надо связывать с характером процесса сольватации всех продуктов взаимодействия. В процессе сольватации может выполняться перераспределение электронной плотности, а это приводит к упрочнению или ослаблению химических связей. Таким образом, полярные растворители, которые облегчают разделение зарядов, благоприятствуют реакциям с гетеролитическим расщеплением. В свою очередь неполярные растворители, наоборот, благоприятствуют протеканию реакций радикального типа. Кислотные растворители отлично влияют на реакции электрофильного типа с возникновением карбокатиона. Кислотный характер дает возможность растворителю сольватировать нуклеофильные анионы, а также облегчает анионоидный отрыв в ходе реакций замещения. Если же растворитель связывает катион, то он должен симулировать возникновение нуклеофильных реакций. Для примера рассмотрим влияние растворителя Р4 или любого другого многокомпонентного растворителя на ход химического процесса.
Влияние растворителей на состояние равновесия и скорость химической реакции удобно рассматривать, основываясь на теорию превосходного состояния. Классическая теория кинетики реакций Аррениуса гласит, что превращению реагентов в продукты реакции должно предшествовать полно преодоление ими энергетического барьера. Другими словами, на пути превращения можно наблюдать образование переходных состояний. Они отличаются от исходных реагентов и продуктов реакций высокой свободой энергии. Разница свободных энергий переходных состояний и исходных реагентов называется энергией активации. Чем она меньше, тем выше скорость реакции.
