Elektrophile Additionen in Organic Chemistry

Für Additionsreaktionen durch die Bildung von chemischen Verbindungen, die aus zwei oder mehr Ausgangsmaterialien aus. Betrachten wir den Mechanismus der elektrophilen Addition an die bequeme Beispiel von Alkenen – ungesättigte acyclische Kohlenwasserstoffe mit einer Doppelbindung. Zusätzlich zu ihnen nehmen in solchen Transformationen anderen Kohlenwasserstoffen Mehrfachbindungen aufweisen, einschließlich cyclischer.

Stages der Ausgangsmoleküle reagieren

Die elektro Zugabe erfolgt in mehreren Stufen. Elektrophil mit einer positiven Ladung wirkt als Elektronenakzeptor, und die Doppelbindung eines Alken-Molekül – als Elektronendonator. Die beiden Verbindungen bilden einen ersten p-volatile-Komplex. Dann beginnt die Umwandlung von π-Komplex in ϭ-Komplex. Carbokationenbildung in diesem Stadium und seine Stabilität bestimmen, um die Geschwindigkeit der Wechselwirkung im Allgemeinen. Danach reagiert schnell mit Carbokation teilweise negativ geladener Nucleophil und dem endgültigen Umwandlungsprodukt gebildet.

Wirkung von Substituenten auf die Reaktionsgeschwindigkeit

Ladungsdelokalisierung (ϭ +) in Carbokation hängt es von der anfänglichen Molekülstruktur. Positive induktive Wirkung, die Alkylgruppe manifestiert, führt zu einer Abnahme der Ladungs benachbarten Kohlenstoffatom. Als Ergebnis im Molekül mit elektronenabgebenden Substituenten die relative Stabilität der Kationen π-Elektronendichte erhöht ist darauf zurückzuführen und Reaktivität des Moleküls als Ganzes. Einfluss auf die Reaktivität von Elektronenakzeptoren wird entgegengesetzt sein.

Der Mechanismus der Verbindung Halogenen

Lassen Sie uns im Detail den Mechanismus der elektrophilen Addition des Alkens zu einem Beispiel für Interaktion und Halogen untersuchen.

1. Halogenmolekül nähert sich die Doppelbindung zwischen Kohlenstoffatomen und polarisiert. Aufgrund der teilweise positive Ladung an einem Ende des Moleküls Halogen zieht die Elektronen π-Bindung. Da gibt es eine Bildung eines instabilen π-Komplex.
2. Im nächsten Schritt elektro Teilchen zu zwei Kohlenstoffatomen verbunden ist, um einen Ring zu bilden. Es ist ein zyklischer „Onium“ Ion.
3. Das verbleibende geladene Teilchen Halogen (positiv geladene Nucleophil) mit Oniumion umgesetzt und schließt sich auf der gegenüberliegenden Seite von dem vorherigen Teilchen Halogen. Erscheint Endprodukt – trans-1,2-digalogenalkan. In ähnlicher Weise Befestigung erfolgt durch Halogen Cycloalkenyl.

Die Mechanismusbefestigungshalogenwasserstoffsäuren

Elektrophile Addition von Halogenwasserstoffen und Schwefelsäure auftreten anderweitig. In einer sauren Umgebung wird in ein Kation und Anion dissoziieren Reagenz. Positiv geladenes Ion (Elektrophils) greift die π-Bindung gekoppelt an eines der Kohlenstoffatome. Carbokation gebildet wird, wobei das benachbarte Kohlenstoffatom positiv geladen ist. Weiter Carbokation reagiert mit dem Anion, das Endprodukt der Reaktion zu bilden.

Die Richtung der Reaktion zwischen den Reagenzien und in der Regel asymmetrisch Markovnikov

Elektrophile Addition zwischen den beiden asymmetrischen Molekülen auftritt regioselektiv. Dies bedeutet, dass die beiden möglichen Isomeren bevorzugt gebildet wird nur eine. Regioselektiv beschreibt Markownikow-Regel, nach der der Wasserstoff zu einem Kohlenstoffatom verbunden ist mit einer großen Anzahl von anderen Wasserstoffatom (mehr hydriert) angebracht ist.

Um diese Regel zu verstehen, ist es notwendig, daran zu erinnern, dass die Reaktionsgeschwindigkeit auf der Stabilität des Zwischencarbo abhängt. Wirkung der Elektronendonor und dem Akzeptor-Substituenten oben erwähnt. Somit elektrophile Addition von Bromwasserstoffsäure führen zur Bildung von 2-Brompropan Propen. Das Zwischen Kation mit einer positiven Ladung an dem zentralen Kohlenstoffatom stabile Carbokation mit einer positiven Ladung im Extrematom. Als Ergebnis wird ein Bromatom mit einem zweiten Kohlenstoffatom umgesetzt wird.

Wirkung der elektronenziehenden Substituenten auf dem Verlauf des Wechselwirkungs

Wenn das ursprüngliche Molekül enthält Substituent elektronenziehende, die eine negative induktive und / oder mesomere Wirkung, elektrophile Addition ist gegen die oben genannten Regeln. Beispiele für solche Substituenten: CF _3, COOH, CN. In diesem Fall macht je größer der Abstand der positiven Ladung der primären Elektronen abziehende Gruppe eine stabilere Carbokations. Als Ergebnis von Wasserstoff zu Kohlenstoffatom gebunden weniger hydriert.

Universal-Version der Regeln wird wie folgt aussehen: die Wechselwirkung eines asymmetrischen Alken und eine asymmetrische Reagens Reaktion verläuft über die Art und Weise der Bildung der stabilsten Carbo.