Ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη στην Οργανική Χημεία

Για τις αντιδράσεις προσθήκης που χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό χημικών ενώσεων από δύο ή περισσότερα υλικά έναρξης. Εξετάστε το μηχανισμό της ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη στη βολική παράδειγμα αλκενίων - ακόρεστων άκυκλων υδρογονανθράκων με έναν διπλό δεσμό. Εκτός από αυτά, σε τέτοιες μετασχηματισμοί λαμβάνουν άλλα υδρογονάνθρακες με πολλαπλούς δεσμούς, συμπεριλαμβανομένων κυκλικών.

Στάδια αντίδραση με τα εναρκτήρια μόρια

Ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια. Ηλεκτρόφιλο έχουν θετικό φορτίο ενεργεί ως δέκτη ηλεκτρονίων, και ο διπλός δεσμός ενός μορίου αλκενίου - ως δότης ηλεκτρονίων. Οι δύο ενώσεις σχηματίζουν μία πρώτη ρ-πτητικό σύμπλοκο. Στη συνέχεια, αρχίζει η μεταμόρφωση του π-συμπλόκου σε ϭ-σύμπλοκο. σχηματισμός καρβοκατιόντων σε αυτό το στάδιο και τη σταθερότητά του καθορίζει το ποσοστό της αλληλεπίδρασης σε γενικές γραμμές. Στη συνέχεια καρβοκατιόν αντιδρά ταχέως με μερικώς αρνητικά φορτισμένες πυρηνόφιλο και το τελικό προϊόν μετατροπής που σχηματίζεται.

Επίδραση υποκαταστατών επί του ρυθμού αντίδρασης

Φορτίστε μετεγκατάστασης (ϭ +) σε καρβοκατιόν αυτό εξαρτάται από την αρχική μοριακή δομή. Θετική επαγωγική επίδραση η οποία εκδηλώνεται αλκύλ ομάδα, οδηγεί σε μία μείωση στο φορτίο παρακείμενο άτομο άνθρακα. Ως αποτέλεσμα, στο μόριο με δότες ηλεκτρονίων υποκαταστάτη αυξάνει τη σχετική σταθερότητα της πυκνότητας κατιόντος π-ηλεκτρονίων οφείλεται και δραστικότητα του μορίου ως συνόλου. Επίδραση επί της αντιδραστικότητας των αποδέκτες ηλεκτρονίων θα είναι αντίθετο.

Ο μηχανισμός της σύνδεσης αλογόνα

Ας εξετάσουμε με μεγαλύτερη λεπτομέρεια το μηχανισμό της ηλεκτρόφιλης προσθήκης του αλκενίου με ένα παράδειγμα της αλληλεπίδρασης και αλογόνο.

1. μόριο Αλογόνου προσεγγίζει το διπλό δεσμό μεταξύ ατόμων άνθρακα και πολωμένο. Λόγω της μερικώς θετικό φορτίο σε ένα άκρο του μορίου αλογόνου τραβά το ηλεκτρόνια π-δεσμού. Δεδομένου ότι υπάρχει ένας σχηματισμός ενός ασταθούς π-σύμπλοκο.
2. Στο επόμενο βήμα ηλεκτρόφιλο σωματίδιο συνδεδεμένο με δύο άτομα άνθρακα, σχηματίζοντας έναν δακτύλιο. Υπάρχει ένα κυκλικό «ωνίου» ιόντων.
3. Το υπόλοιπο φορτισμένο αλογόνο σωματιδίου (θετικώς φορτισμένα πυρηνόφιλο) αντιδρά με ιόν ωνίου και ενώνει στην αντίθετη πλευρά από το προηγούμενο σωματίδια αλογόνο. Εμφανίζεται το τελικό προϊόν - trans-1,2-digalogenalkan. Παρομοίως, η προσάρτηση πραγματοποιείται με κυκλοαλκενύλιο αλογόνο.

Η προσκόλληση μηχανισμός υδροαλογονικά οξέα

Ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη των υδραλογόνων και θειικό οξύ προέκυπταν σε διαφορετική περίπτωση. Σε ένα όξινο περιβάλλον διασπάται σε ένα κατιόν και ανιόν αντιδραστήριο. Θετικώς φορτισμένο ιόν (ηλεκτρονιόφιλο) προσβάλλει το π-δεσμό συζευγμένο σε ένα από τα άτομα άνθρακα. Καρβοκατιόντων σχηματίζεται, όπου το παρακείμενο άτομο άνθρακα είναι θετικά φορτισμένο. Επόμενο καρβοκατιόν αντιδρά με το ανιόν για να σχηματίσει το τελικό προϊόν της αντίδρασης.

Η κατεύθυνση της αντιδράσεως μεταξύ των αντιδραστηρίων και συνήθως ασύμμετρη Markovnikov

Ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη μεταξύ των δύο ασύμμετρα μόρια λαμβάνει χώρα στερεοεκλεκτικά. Αυτό σημαίνει ότι τα δύο πιθανά ισομερή σχηματίζεται κατά προτίμηση μόνο ένα. Τοποεκλεκτικότητα περιγράφει κανόνα Markovnikov του, σύμφωνα με την οποία το υδρογόνο προσαρτάται σε ένα άτομο άνθρακα που συνδέεται με ένα μεγάλο αριθμό άλλων ατόμων υδρογόνου (πάνω υδρογονωμένο).

Για να κατανοήσουμε αυτόν τον κανόνα, θα πρέπει να υπενθυμίσουμε ότι η ταχύτητα της αντίδρασης εξαρτάται από τη σταθερότητα του ενδιάμεσου καρβοκατιόν. Επίδραση του δότη και δέκτη ηλεκτρονίων υποκαταστάτες που αναφέρθηκαν παραπάνω. Έτσι, ηλεκτρόφιλη προσθήκη υδροβρωμικού οξέος σε προπένιο οδηγούν στον σχηματισμό 2-βρωμοπροπανίου. Το ενδιάμεσο κατιόν με θετικό φορτίο επί του κεντρικού ατόμου άνθρακα πιο σταθερή καρβοκατιόν με ένα θετικό φορτίο στην ακραία άτομο. Ως αποτέλεσμα, ένα άτομο βρωμίου αντιδρά με ένα δεύτερο άτομο άνθρακα.

Επίδραση υποκαταστατών απομάκρυνσης ηλεκτρονίων για την πορεία της αλληλεπίδρασης

Εάν η αρχική μόριο περιέχει υποκαταστάτης που έλκει ηλεκτρόνια η οποία έχει μια αρνητική επαγωγική ή / και μεσομερείς επίδραση, ηλεκτρονιόφιλη προσθήκη είναι ενάντια στους παραπάνω κανόνες. Παραδείγματα τέτοιων υποκαταστατών: CF _3, COOH, CN. Στην περίπτωση αυτή, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση του θετικού φορτίου του πρωτογενούς ομάδα απομάκρυνσης ηλεκτρονίων καθιστά ένα πιο σταθερό καρβοκατιόν. Ως αποτέλεσμα, το υδρογόνο συνδέεται με άτομο άνθρακα λιγότερο υδρογονωμένα.

Καθολική έκδοση των κανόνων θα μοιάζει με αυτό: την αλληλεπίδραση μιας ασύμμετρης αλκενίου και ένα ασύμμετρο αντίδραση προχωρά αντιδραστηρίου μέσω του σχηματισμού από τις πιο σταθερές καρβοκατιόν.