Elektrofilní adícia v Organic Chemistry

Pre adičné reakcie charakterizované tvorbou chemických látok z dvoch alebo viacerých východiskových materiálov. Predpokladajme mechanizmus elektrofilní Okrem výhodná napríklad alkénov - nenasýtených acyklických uhľovodíkov s jednou dvojitou väzbou. Okrem nich, a v takých transformáciou sa ďalší uhľovodíky, ktoré majú viacnásobné väzby, vrátane cyklické.

Fáza reakciou východiskových molekúl

Elektrofilní adícia prebieha v niekoľkých fázach. Elektrofil kladný náboj pôsobí ako akceptor elektrónov, a dvojitá väzba alkénov molekuly - ako donor elektrónov. Obe zlúčeniny tvoria prvú p-prchavé komplex. Potom začína transformáciu n-komplexu v ϭ-komplexu. Tvorba carbocation v tejto fáze a jeho stabilita stanovenie rýchlosti interakcie všeobecne. Potom carbocation rýchlo reaguje s čiastočným záporne nabité nukleofilu a konečná konverzia vytvoreného produktu.

Vplyv substituentov na reakčnú rýchlosť

Nabíjanie premiestňovanie (ϭ +) v karbokationtový to závisí na počiatočné molekulárnej štruktúry. Pozitívny indukčný účinok, ktorý sa prejavuje alkylovú skupinu, vedie k zníženiu náboja susedným atómom uhlíka. V dôsledku toho, v molekule s darcom elektrónov substituent zvyšuje relatívnu stabilitu hustoty katiónov π-elektrónov je vzhľadom a reaktivita molekuly ako celku. Účinok na reaktivite elektrónové donormi bude naopak.

Mechanizmus pripojenie halogény

Pozrime sa podrobnejšie mechanizmus elektrofilní pridanie alkénov na príklad interakcie a halogénov.

1. Halogén molekula sa blíži k dvojitú väzbu medzi atómami uhlíka a polarizované. Vzhľadom k čiastočne kladný náboj na jednom konci molekuly halogénu ťahá elektróny n-väzbu. Vzhľadom k tomu, že je tvorba nestabilný n-komplexu.
2. V ďalšom kroku elektrofilní častice spojený s dvoma atómami uhlíka, ktoré tvoria kruh. K dispozícii je cyklický "oniové" ion.
3. Zostávajúce nabitá halogén častíc (pozitívne nabitý nukleofil) sa nechá reagovať s oniové iónmi a pripojí sa na opačnej strane od predchádzajúceho častice halogén. Objaví sa konečný produkt - trans-1,2-digalogenalkan. Podobne, pripevnenie dochádza halogénu cykloalkenylovou skupinou.

Upevňovací mechanizmus halogenovodíkové kyseliny

Elektrofilní adícia halogénvodíkov a kyseliny sírovej dochádza inak. V kyslom prostredí sa disociuje na katión a reagenčné anión. Pozitívne nabitý ión (elektrofilní) napáda n-väzbu pripojenú k jednému z atómov uhlíka. Carbocation je vytvorený, pričom priľahlý atóm uhlíka je kladne nabitý. Ďalšie carbocation reaguje s aniónom za vzniku konečného produktu reakcie.

Smer reakciu medzi činidlami a zvyčajne asymetrické Markovnikov

Elektrofilní adícia medzi dvoma asymetrickými molekulami dochádza regioselektivně. To znamená, že dva možné izoméry je vytvorený s výhodou len jeden. Regioselektivita opisuje markovnikovovo pravidlo, podľa ktorého je vodík je pripojená k atómu uhlíka, spojené s veľkým počtom iných atómov vodíka (viac hydrogenovaný).

Pre pochopenie tohto pravidla, je potrebné pripomenúť, že reakčná rýchlosť je závislá na stabilite medziproduktu karbokationtu. Vplyv elektrón donorové a akceptorové substituentmi uvedenými vyššie. Tak, elektrofilní pridanie kyseliny bromovodíkovej do propén viesť k vzniku 2-bromopropánom. Medziprodukt katión s pozitívnym nábojom na centrálnom atóme uhlíka stabilnejšie karbokationtu s kladným nábojom v extrémnom atómu. V dôsledku toho, atóm brómu, sa nechá reagovať s druhým atómom uhlíka.

Vplyv elektrón-priťahujúce substituenty na priebeh interakcie

V prípade, že pôvodný molekula obsahuje elektrón priťahujúce substituent, ktorý má negatívny induktívny a / alebo mesomerního efektu, elektrofilní adícia je proti vyššie uvedených pravidiel. Príklady takýchto substituentov: CF _3, COOH, CN. V tomto prípade, čím väčšia je vzdialenosť od kladného náboja primárna skupina odoberajúce elektróny je stabilnejší karbokationtu. Výsledkom je, že atóm vodíka pripojený k atómu uhlíka, menej hydrogenovaný.

Univerzálna verzia pravidiel bude vyzerať nasledovne: interakciu asymetrického alkénov a asymetrické činidlo reakcia prebieha prostredníctvom tvorby najstabilnejšie karbokationtu.