Sammendrag
Denne oppgaven omhandler mekanistiske studier av reaksjoner mellom permanganationet og eten. Reaksjonene er studert ved bruk av massespektrometri og kvantekjemiske metoder. Eksperimenter ved bruk av massespektrometri bekrefter tilstedeværelsen av en barriere for redoksreaksjonen mellom eten og permanganationet, og kollisjonsaktivering av permanganationet med eten som kollisjonsgass bekrefter tilstedeværelsen av en kjemisk reaksjon i gassfase. Det ble ikke observert adduktdannelse i CID-eksperimentene, og store deler av arbeidet er utført ved hjelp av kvantekjemiske beregninger i gassfase. Det har blitt foreslått reaksjonsmekanismer for alle observerte produkter fra litteraturen: avspaltingsprodukter, ketoler og dioler. Disse produktene dannes fra hypomanganatesteren. Dette adduktet dannes ved at dobbeltbindingen i eten adderer til mangan-okso-bindingene. En alternativ adduktstruktur har også blitt funnet. I dette adduktet skjer det en hydrogenoverføring fra karbonatomet til en mangan-okso-binding og det dannes en kovalent binding mellom permanganat og karbon. For reaksjonen mellom permanganationet og eten fører dette adduktet til dannelsen av etenol. Det blir foreslått at det endelige produktet vil være etenal. Hydratiseringseffekten har også blitt undersøkt, og det viser seg at barrierehøydene avtar når vannmolekylet spiller en aktiv rolle i reaksjonen. På den annen side vil et passivt vannmolekyl som bare vekselvirker med ionet gjennom hydrogenbindinger ikke påvirke energi eller struktur nevneverdig. Dannelsen av ketoler og dioler krever ikke tilstedeværelsen av løsningsmiddel som antatt i litteraturen. Ketoler og dioler dannes trinnvis ved intern hydrogenoverføring. I de fleste tilfeller favoriseres mellomprodukt der koordinasjonstallet til manganatomet avtar fra fem til fire, eller koordinasjonstallet holdes konstant lik fire.