Електрофилно присъединяване в Organic Chemistry

За присъединителни реакции характеризиращи се с образуване на химични съединения от две или повече изходни материали. Разглеждане на механизма на електрофилно допълнение към удобен примера на алкени - ненаситени ациклени въглеводороди с една двойна връзка. В допълнение към тях, в такива трансформации вземат други въглеводороди с множество връзки, включително циклични.

Етапи взаимодействие на изходния молекулите

Електрофилно присъединяване се извършва на няколко етапа. Електрофил като положителен заряд действа като електронен акцептор и двойната връзка на молекула алкен - като донор на електрони. Двете съединения образуват първия р-летлив комплекс. След това започва трансформацията на π-комплекс в ϭ-комплекс. образуване Carbocation на този етап и неговата стабилност определи степента на взаимодействие като цяло. След carbocation реагира бързо с частично отрицателно зареден нуклеофил и крайният продукт превръщане оформен.

Ефект на заместители на скоростта на реакцията

Заредете делокализация (ϭ +) в carbocation зависи от първоначалната молекулна структура. Положителен индуктивен ефект, който се проявява алкилова група, води до намаляване на такса съседен въглероден атом. В резултат на това в молекулата с електрон отдаваща заместител увеличава относителната стабилност на катион π-електронна плътност се дължи и реактивност на молекулата като цяло. Ефект върху реактивността на електронни акцептори ще бъде обратното.

Механизмът на халогени връзка

Нека разгледаме по-подробно механизма на електрофилно допълнение на алкена с пример за взаимодействие и халоген.

1. Халоген молекула подходи двойната връзка между въглеродни атоми и поляризирана. Поради частично положителния заряд в единия край на молекула халоген издърпва електрони π-връзка. Тъй като е налице образуване на нестабилна π-сложна.
2. В следващата стъпка електрофилно частиците свързан с два въглеродни атома, образувайки пръстен. Налице е циклична "ониеви" йон.
3. Останалите зарежда халоген на частиците (положително зареден нуклеофил) взаимодейства с ониеви йон и се присъединява на противоположната страна от предишния частици халоген. Появява крайния продукт - транс-1,2-digalogenalkan. По същия начин, свързване се осъществява чрез халоген циклоалкенил.

Механизмът за свързване халогеноводородни киселини

Електрофилно присъединяване на халогеноводороди и сярна киселина настъпи друго. В кисела среда се дисоциират в катион и реагент анион. Положително заредени йони (електрофил) атакува π-връзка, свързан към един от въглеродните атоми. Carbocation се образува, където съседен въглероден атом е положително заредена. Следваща carbocation реагира с аниона до образуване на крайния продукт на реакцията.

Посоката на реакцията между реагентите и обикновено асиметрично Markovnikov

Електрофилно присъединяване между два асиметрични молекули възниква региоселективно. Това означава, че двата възможни изомери се образува за предпочитане само един. Региоселективност описва правило Markovnikov е, според което водородът е свързана към въглероден атом свързан с голям брой други водородни атоми (по-хидрогенирано).

За да се разбере това правило, е необходимо да се припомни, че скоростта на реакцията зависи от стабилността на междинния carbocation. Ефект на електронен донор и акцепторни заместители, споменати по-горе. По този начин, електрофилно прибавяне на бромоводородна киселина към пропен водят до образуването на 2-бромопропан. Междинният катион с положителен заряд на централния въглероден атом, по-стабилна carbocation с положителен заряд в крайна атом. В резултат, бромен атом, взаимодейства с втория въглероден атом.

Ефект на електрон-отнемане заместители на хода на взаимодействието

Ако оригиналната молекула съдържа електрон привличаща заместител, който има отрицателен индуктивен и / или мезомерен ефект, електрофилно допълнение е срещу горните правила. Примери на такива заместители: CF _3, COOH, CN. В този случай, по-голямата от разстоянието на положителния заряд на основната група, отнемаща електрон прави по-стабилна carbocation. В резултат на водород, свързан към въглероден атом по-малко хидрогенира.

Universal версия на правилата, ще изглежда така: взаимодействието на асиметрична алкен и асиметричен реагент реакция протича по начин на формиране на най-стабилната carbocation.