Frage von serienjunkie246, 59

Wozu ist der Isotopeneffekt so nützlich?

Expertenantwort
von mgausmann, Community-Experte für Chemie, 38

Der kinetische Isotopeneffekt wird in der Regel dazu genutzt, um den Mechanismus einer Reaktion aufzuklären. Da sich der sekundäre und primäre Isotopeneffekt unterschieden, kann herausgefunden werden, welches Proton in welcher Beziehung mit dem geschwindkeitsbestimmenden Schritt steht.

Du führst also eine Reaktion durch, einmal mit deuteriertem (es gehen auch andere Isotope, doch da ist der Effekt viel geringer, da die Massenzunahme von 1H zu 2H eben 100% beträgt) und einmal mit nicht deuteriertem Startmaterial.

Liegt ein primärer Isotopeneffekt vor, ist das deuterierte Proton am Geschwindigkeitbestimmenden Schritt beteiligt (z.B. bei einer E2-Eliminierung eines Halogenalkans), dann läuft die Reaktion ohne Deuterierung ~3-6x schneller ab.

Liegt ein sekundärer Isotopeneffekt vor, ist das Proton zwar am Mechanismus, beteiligt, jedoch nicht am geschwindigkeitsbestimmenden Schritt (z.B. E1-Eliminierung eines Halogenalkans). Die Reaktion ohne Deuterierung läuft dann mit einem Faktor 1-3x so schnell ab.

Also: primärer KIE: k(H)/k(D)= ~3-6

sekundärer KIE: k(H)/k(D)= 1-3

Hoffen das ist so etwas klarer geworden.
Vielleicht schaust du dir lieber den englischen Wikipedia-Artikel an oder schaust dir Vorlesungen dazu an, falls es dich näher interessiert. Bei so speziellen Themen sind die deutschen Wiki-Artikel oft sehr mager.


Antwort
von Latexdoctor, 53

Deswegen zeigen viele Naturstoffe je nach ihrer Syntheseroute in der Natur eine charakteristische Isotopenverteilung von Deuterium, die mithilfe der NMR-Spektroskopie einfach nachgewiesen werden kann. Beispielsweise kann an dem Isotopenverhältnis von D zu H im Ethanol nachgewiesen werden, ob der Wein aus Traubenzucker, mithin aus Weintrauben vergoren wurde oder das Ethanol aus unerlaubt zugesetzter Saccharose,

also Rübenzucker stammt. Viele begehrte Naturstoffe könnten heute

relativ günstig künstlich hergestellt werden. Die naturidentische

Isotopenverteilung nachzustellen wäre allerdings chemisch sehr

anspruchsvoll und damit teurer als das Naturprodukt.

Quelle:

https://de.wikipedia.org/wiki/Isotopeneffekt

Da hab auch ich wieder etwas dazu gelernt, dafür Danke :)

Kommentar von mgausmann ,

Ich denke er meint den kinetischen Isotopeneffekt. Das hat mit der natürlichen Isotopenverteilung wenig zu tun.

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