Elektrofilní adice v Organic Chemistry

Pro adiční reakce charakterizované tvorbou chemických látek ze dvou nebo více výchozích materiálů. Předpokládejme mechanismus elektrofilní Kromě výhodná například alkenů - nenasycených acyklických uhlovodíků s jednou dvojnou vazbou. Kromě nich, a v takových transformací se další uhlovodíky, které mají vícenásobné vazby, včetně cyklické.

Fáze reakcí výchozích molekul

Elektrofilní adice probíhá v několika fázích. Elektrofilem kladný náboj působí jako akceptor elektronů, a dvojná vazba alkenu molekuly - jako donor elektronů. Obě sloučeniny tvoří první p-těkavé komplex. Pak začíná transformaci n-komplexu v ϭ-komplexu. Tvorba carbocation v této fázi a jeho stabilita stanovení rychlosti interakce obecně. Poté carbocation rychle reaguje s částečným záporně nabité nukleofilu a konečná konverze vytvořeného produktu.

Vliv substituentů na reakční rychlost

Nabíjení přemisťování (ϭ +) v karbokationtový to závisí na počáteční molekulární struktury. Pozitivní indukční účinek, který se projevuje alkylovou skupinu, vede ke snížení náboje sousedním atomem uhlíku. V důsledku toho, v molekule s dárcem elektronů substituent zvyšuje relativní stabilitu hustoty kationtů π-elektronů je vzhledem a reaktivita molekuly jako celku. Účinek na reaktivitě elektronové donory bude naopak.

Mechanismus připojení halogeny

Podívejme se podrobněji mechanismus elektrofilní přidání alkenu na příklad interakce a halogenů.

1. Halogen molekula se blíží k dvojnou vazbu mezi atomy uhlíku a polarizované. Vzhledem k částečně kladný náboj na jednom konci molekuly halogenu táhne elektrony n-vazbu. Vzhledem k tomu, že je tvorba nestabilní n-komplexu.
2. V dalším kroku elektrofilní částice spojen se dvěma atomy uhlíku, které tvoří kruh. K dispozici je cyklický „oniové“ ion.
3. Zbývající nabitá halogen částic (pozitivně nabitý nukleofil) se nechá reagovat s oniové ionty a připojí se na opačné straně od předchozího částice halogen. Objeví se konečný produkt - trans-1,2-digalogenalkan. Podobně, připevnění dochází halogenu cykloalkenylovou skupinou.

Upevňovací mechanismus halogenovodíkové kyseliny

Elektrofilní adice halogenovodíků a kyseliny sírové dochází jinak. V kyselém prostředí se disociuje na kation a reagenční anion. Pozitivně nabitý iont (elektrofilní) napadá n-vazbu připojenou k jednomu z atomů uhlíku. Carbocation je vytvořen, přičemž přilehlý atom uhlíku je kladně nabitý. Další carbocation reaguje s aniontem za vzniku konečného produktu reakce.

Směr reakci mezi činidly a obvykle asymetrické Markovnikov

Elektrofilní adice mezi dvěma asymetrickými molekulami dochází regioselektivně. To znamená, že dva možné izomery je vytvořen s výhodou jen jeden. Regioselektivita popisuje markovnikovovo pravidlo, podle kterého je vodík je připojena k atomu uhlíku, spojené s velkým počtem jiných atomů vodíku (více hydrogenovaný).

Pro pochopení tohoto pravidla, je třeba připomenout, že reakční rychlost je závislá na stabilitě meziproduktu karbokationtu. Vliv elektron donorové a akceptorové substituenty uvedenými výše. Tak, elektrofilní přidání kyseliny bromovodíkové do propen vést ke vzniku 2-brompropanu. Meziprodukt kation s pozitivním nábojem na centrálním atomu uhlíku stabilnější karbokationtu s kladným nábojem v extrémním atomu. V důsledku toho, atom bromu, se nechá reagovat s druhým atomem uhlíku.

Vliv elektron-přitahující substituenty na průběh interakce

V případě, že původní molekula obsahuje elektron přitahující substituent, který má negativní induktivní a / nebo mesomerního efektu, elektrofilní adice je proti výše uvedených pravidel. Příklady takových substituentů: CF _3, COOH, CN. V tomto případě, čím větší je vzdálenost od kladného náboje primární skupina odebírající elektrony je stabilnější karbokationtu. Výsledkem je, že atom vodíku připojený k atomu uhlíku, méně hydrogenovaný.

Univerzální verze pravidel bude vypadat následovně: interakci asymetrického alkenu a asymetrické činidlo reakce probíhá prostřednictvím tvorby nejstabilnější karbokationtu.