Elektro tillägg i organisk kemi

För additionsreaktioner kännetecknas av bildningen av kemiska föreningar från två eller flera utgångsmaterial. Överväga mekanismen för elektrofil tillägg till lämpligt exempel av alkener - omättade acykliska kolväten med en dubbelbindning. I tillägg till dem, i sådana omvandlingar vidta andra kolväten med multipelbindningar, inklusive cykliska.

Stadier reagerande utgångsmolekylerna

Elektro Dessutom sker i flera steg. Elektrofil med en positiv laddning fungerar som en elektronacceptor, och dubbelbindningen av en alken-molekyl - som en elektrondonator. De båda föreningarna bildar en första p-flyktigt komplex. Sedan börjar omvandlingen av π-komplex i ϭ-komplex. Karbokatjonen bildning i detta skede och dess stabilitet bestämmer hastigheten av interaktion i allmänhet. Därefter karbokatjon reagerar snabbt med partiell negativt laddad nukleofil och den slutliga omvandlingsprodukt som bildas.

Effekten av substituenter på reaktionshastigheten

Debitera delokalisering (ϭ +) av karbokatjon det beror på den initiala molekylstruktur. Positiv induktiv effekt som yttrar alkylgrupp, leder till en minskning i laddnings intilliggande kolatomen. Som ett resultat, i molekylen med elektrondonerande substituent ökar den relativa stabiliteten av katjon π-elektrontätheten beror och reaktivitet hos molekylen som helhet. Effekt på reaktiviteten hos elektronacceptorer kommer att vara motsatta.

Mekanismen av halogener anslutning

Låt oss undersöka närmare i detalj mekanismen för elektrofil addition av alkenen till ett exempel av interaktion och halogen.

1. Halogenmolekyl närmar dubbelbindningen mellan kolatomer och polariserade. På grund av att den partiellt positiv laddning vid ena änden av molekylen halogen drar elektroner π-bindning. Eftersom det finns en bildning av en instabil π-komplex.
2. I nästa steg elektrofil partikel ansluten till två kolatomer, som bildar en ring. Det är en cyklisk "onium" jon.
3. Det återstående, laddade partikel halogen (positivt laddad nukleofil) omsattes med oniumjon och förenar på den motsatta sidan från det föregående partiklar halogen. Visas slutprodukt - trans-1,2-digalogenalkan. På liknande sätt, sker bindning med halogen cykloalkenyl.

De mekanism fäst halogenvätesyror

Elektrofil addition av vätehalogenider och svavelsyra inträffa annars. I en sur miljö dissocieras till en katjon och reagens anjon. Positivt laddad jon (elektrofil) angriper π-bond kopplad till en av kolatomerna. Karbokatjon bildas, varvid den intilliggande kolatomen är positivt laddad. Nästa karbokatjon reagerar med anjonen för att bilda den slutliga produkten av reaktionen.

Riktningen av reaktionen mellan reagenserna och vanligen asymmetrisk Markovnikov

Elektrofil addition mellan de två asymmetriska molekyler inträffar regioselektivt. Detta innebär att de två möjliga isomererna bildas företrädesvis bara en. Regioselektivitet beskriver markovnikovs regel, enligt vilken vätet är fäst till en kolatom förbunden med ett stort antal andra väteatomer (mer hydrerad).

För att förstå denna regel är det nödvändigt att påminna om att reaktionshastigheten beror på stabiliteten i mellan karbokatjonen. Effekten av elektron donator- och acceptor-substituenter som nämnts ovan. Således, för att elektrofil addition av bromvätesyra propen leder till bildningen av 2-brompropan. Den intermediära katjon med en positiv laddning på den centrala kolatomen mer stabil karbokatjon med en positiv laddning i den extrema atomen. Som ett resultat, är en bromatom reagera med en andra kolatom.

Effekten av elektronavlägsnande substituenter på förloppet av interaktionen

Om den ursprungliga molekylen innehåller elektronbortdragande substituent som har en negativ induktiv och / eller mesomera effekt, är elektrofil addition mot ovanstående regler. Exempel på sådana substituenter: CF _3, COOH, CN. I detta fall, ju större avståndet av den positiva laddningen hos den primära elektrondragande grupp gör en mer stabil karbokatjon. Som ett resultat, väte ansluten till kolatom mindre hydreras.

Universal version av reglerna kommer att se ut så här: samspelet mellan en asymmetrisk alken och en asymmetrisk reagens reaktionen fortgår i form av bildandet av de mest stabila carbocation.