부반응

부반응()은 실제 주반응과 동시에 일어나지만, 그 정도가 덜한 화학 반응이다. 이는 부산물의 형성을 유도하여 주생성물의 수율을 감소시킨다.

{A} + B ->[{k_1}] P1

{A} + C ->[{k_2}] P2

k1 > k2일 때 P1이 주생성물이다. 부산물 P2는 일반적으로 바람직하지 않으며 실제 주생성물과 분리되어야 한다 (보통 비용이 많이 드는 과정을 통해).

 유기 합성에서 
위 방정식에서 B와 C는 보통 다른 화합물을 나타낸다. 그러나 동일한 분자 내의 다른 위치일 수도 있다.

또한 부반응은 다른 시약 (A)을 두고 다른 화합물 (B, C)이 경쟁할 때 경쟁 반응이라고도 불린다. 부반응이 주반응만큼 자주 일어날 경우, 평행 반응이라고 한다 (특히 반응 속도론에서, 아래 참조).

더 복잡한 관계도 있을 수 있다. 화합물 A는 가역적으로 빠르게 물질 B로 반응할 수 있거나 (속도 k1) 또는 비가역적으로 느리게 (k1> k−1 >> k2) 물질 C로 반응할 수 있다.

B <=> A ->[{k_2}] C

섬네일|열역학적 및 동역학적 생성물

물질 C로의 반응이 열역학적으로 매우 안정하여 비가역적이라고 가정한다. 이 경우 B는 반응의 동역학적 생성물이고 C는 열역학적 생성물이다(또한 여기를 참조). 반응이 낮은 온도에서 짧은 시간 후에 중단되면 동역학적 제어라고 하며, 주로 동역학적 생성물 B가 형성된다. 반응이 높은 온도에서 오랜 시간 동안 (이 경우 C로의 반응에 필요한 활성화 에너지가 이용 가능하며, 시간이 지남에 따라 점진적으로 형성됨) 수행되면 열역학적 제어라고 하며, 주로 열역학적 생성물 C가 형성된다.

 부반응 조건 
유기 합성에서 높은 온도는 보통 더 많은 부산물을 생성한다. 부산물은 대개 바람직하지 않으므로 낮은 온도가 선호된다 ("온화한 조건"). 경쟁 반응 간의 비율은 온도의 변화에 영향을 받을 수 있는데, 이는 대부분의 경우 활성화 에너지가 다르기 때문이다. 활성화 에너지가 높은 반응은 활성화 에너지가 낮은 반응보다 온도 증가에 의해 더 강하게 가속될 수 있다. 또한 화학 평형 상태는 온도에 따라 달라진다.

검출 반응은 부반응에 의해 왜곡될 수 있다.

 반응 속도론 
부반응은 물리화학의 분야인 반응 속도론에서도 설명된다. 부반응은 복합 반응으로 이해되는데, 전체 반응 (주반응 + 부반응)이 여러 개의 (최소 두 개) 기본 반응으로 구성되기 때문이다. 다른 복합 반응으로는 경쟁 반응, 평행 반응, 연속 반응, 연쇄 반응, 가역 반응 등이 있다.

한 반응이 다른 반응보다 훨씬 빠르게 일어날 경우 (k1 > k2), k1은 주반응이라고 불리며, k2는 부반응이라고 불린다. 두 반응이 대략 같은 속도로 일어날 경우 (k1 ≅ k2) 평행 반응이라고 한다.

{A} + B ->[{k_1}] P1 및 {A} + C ->[{k_2}] P2 반응이 비가역적일 경우 (역반응 없음), P1과 P2의 비율은 A에 대한 B와 C의 상대적 반응성에 해당한다.

 같이 보기 


 각주 

분류:화학 반응