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탈수는 말 그대로 어떤 것 또는 누군가에게서 물을 제거하는 것을 의미하는 합성어입니다. 동일한 개념이 탈수 반응이라고 하는 유기 화학 반응의 한 부류에도 적용됩니다. 탈수 반응은 화학 물질이 분해되어 그 과정에서 물 분자가 방출되는 화학 반응입니다 .
다음 유형의 반응으로 일반적인 탈수 반응을 상상할 수 있습니다.
유기 화합물에서 탈수 반응은 일반적으로 원래 화합물이 가지고 있던 것보다 더 많은 불포화를 가진 분자를 생성합니다. 즉, 위 식에서 화합물 B는 항상 화합물 A보다 하나 더 많은 불포화를 가지며, 대부분의 경우 이 불포화는 이중 결합으로 구성되지만, 다른 경우에는 화합물의 구조에서 새로운 고리의 형성으로 구성됩니다. .
탈수 반응의 예
탈수 반응의 몇 가지 전형적인 예가 있습니다. 그 중 세 가지는 매우 일반적인 유기 반응이며 그 중 하나는 일반적으로 무기 화합물에서 발생하는 반응 유형의 예입니다.
알코올 탈수
알코올 탈수 반응은 유기 화학에서 매우 일반적인 반응 유형의 예입니다. 이 반응 동안 수산기와 주변 수소가 알코올에서 제거되어 알켄을 형성하고 물 분자를 방출합니다. 전반적인 반응은 다음과 같습니다.
이 반응은 제거 반응의 한 예입니다. 그것은 본질적으로 알켄의 수화에 대한 역 과정입니다. 원래 알코올이 가진 치환기에 따라 다른 유형의 알켄이 주어질 수 있습니다. 또한 반응 조건과 사용된 촉매에 따라 일부 알켄이 다른 알켄보다 유리할 수도 있습니다.
어떤 경우에는 말단 알켄이 생성될 수 있지만 그렇지 않은 경우도 있습니다. 반응 메커니즘에 따라 시스 알켄의 생성이 각각의 트랜스 이성질체보다 선호될 수도 있습니다. 이 반응은 일반적으로 알코올이 인접한 수소를 소유하는 경우에만 발생하지만, 경우에 따라 구조의 재배열 가능성이 있는 경우 인접한 수소가 없는 알코올에서도 발생할 수 있습니다.
알코올의 탈수 반응의 예.
전형적인 탈수 반응의 예는 2,3-디메틸펜탄-2-올을 탈수시켜 2,3-디메틸펜트-2-엔을 얻는 것이다. 이 반응은 다음 방정식으로 표시됩니다.
인접한 디올의 탈수
인접한 디올의 탈수 반응은 알코올의 탈수와 매우 유사한 수분 제거 반응의 또 다른 예입니다. 차이점은 알켄을 생성하는 대신에 이러한 반응이 초기 생성물로서 에놀을 생성하고, 이어서 디올의 원래 구조에 따라 카르보닐 형태로 빠르게 재배열하여 알데히드 또는 케톤을 형성한다는 것입니다.
다음으로 인접한 디올의 탈수 일반 방정식을 제시한다.
인접한 디올의 탈수의 예
2,3-디메틸펜탄-2,3-디올의 탈수 반응은 초기에 2-메틸펜트-2-엔-3-올을 생성합니다. 이 enol은 에틸 이소프로필 케톤과 빠르게 평형을 이룹니다.
디카르복실산의 탈수
카르복실산은 일반적으로 두 개의 산 분자가 결합하여 하나의 무수물 분자를 형성하고 하나의 물 분자를 방출하는 축합 반응을 겪습니다. 그러나 입체장애가 심하지 않은 일부 디카르복실산의 경우 분자 내에서 축합 반응이 일어나 고리형 무수물을 형성한다.
모노카복실산 또는 사이클릭 무수물을 형성할 수 없는 경우 반응은 탈수로 분류되지 않고 오히려 응축으로 분류되어야 합니다. 왜냐하면 두 분자가 결합하여 무수물을 형성하기 때문입니다. 그러나 디카르복실산의 경우 이 반응은 앞의 두 경우와 같은 방식으로 단일 유기 분자가 물 분자를 잃기 때문에 탈수 반응을 나타냅니다.
디카복실산 탈수의 예
이러한 유형의 반응의 예는 펜탄이산의 탈수로 펜탄이산 무수물을 생성물로 얻는 것입니다. 다음 방정식에서 알 수 있듯이 생성된 무수물은 원자 중 하나가 산소 원자인 6원 헤테로사이클입니다.
수화된 염의 탈수
탈수 반응의 마지막 예는 수화된 염의 탈수의 경우입니다. 이러한 유형의 반응은 일부 무기 염과 함께 결정화되어 수화물로 알려진 복합체를 형성하기 때문에 결정화수라고도 하는 수화 분자의 물을 제거하는 것을 포함합니다.
수화물의 탈수는 가열에 의해 발생하며 촉매 역할을 하는 다른 유형의 화학 물질의 개입이 필요하지 않습니다. 이로 인해 이러한 프로세스 클래스는 때때로 화학적 프로세스보다 물리적 프로세스로 더 많이 간주됩니다.
그러나 결정화수가 화학양론적 비율로 이온 화합물과 결합하고 일반적으로 배위 공유 결합을 통해 중앙 양이온에 연결되어 있다는 사실 때문에 이 과정은 화학 반응으로 분류됩니다.
무기염 탈수의 예
황산구리(II)는 수용액에서 CuSO 4 ·5H 2 O 공식을 갖는 수화된 염의 형태로 결정화되는 청색을 갖는 이온성 화합물입니다. 이 수화물은 삼사정계에서 매우 강렬한 청색 결정을 형성합니다. 그러나 공기에 노출되거나 가열되면 황산염은 5개의 물 분자의 결정화를 빠르게 잃고 엷은 청색 분말인 무수 황산구리를 형성합니다.
이 반응의 방정식은 다음과 같습니다.
축합 반응 및 탈수 반응
탈수 반응은 원칙적으로 하나의 물 분자를 잃기 위해 제거되는 단일 분자를 포함해야 합니다. 이러한 관점에서, 이전에 언급한 모든 반응은 수화된 염이 분자 화합물이 아니라 이온성이므로 별도의 경우라는 점을 제외하면 진정한 탈수 반응으로 간주될 수 있습니다.
그러나, 디카복실산의 탈수는 실제로 유기 화학에서 축합 반응이라고 하는 매우 광범위한 종류의 일반적인 반응의 특별한 예입니다. 축합 반응에서 두 개의 큰 분자가 결합하여 물, 할로겐화수소 또는 다른 작은 분자일 수 있는 작은 분자의 손실과 함께 더 큰 분자를 형성합니다.
많은 축합 반응이 물 분자의 손실을 수반한다는 사실은 일부 서지 출처에서 이러한 축합 반응이 탈수 반응으로도 인용된다는 것을 의미합니다.
축합 반응은 탈수 반응입니까?
위에서 인용한 세 번째 예에서 보았듯이 특정 조건에서 축합 반응은 탈수 반응일 수도 있습니다. 비인접 디올의 축합에 의한 사이클릭 에테르의 형성, 사이클릭 에스테르(락톤)가 되거나 카복실 그룹과 아미노 그룹이 축합되어 사이클릭 아미드(락탐)가 됩니다.
이러한 모든 반응은 단일 물질이 물 분자를 잃는 과정이기 때문에 탈수 반응으로 간주될 수 있지만 일반적으로 이를 축합 반응이라고 부르는 것이 선호됩니다. 그러나 서로 다른 두 분자 사이에 응축이 일어난다면 물이 빠져나간다고 해서 탈수 반응이라고 부르는 것은 별 의미가 없다.
간단히 말해서, 모든 축합 반응이 탈수 반응인 것은 아니며 모든 탈수 반응이 축합 반응도 아닙니다.
참조
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