Elektrofiele additie in Organic Chemistry

Voor additiereacties gekenmerkt door de vorming van chemische verbindingen uit twee of meer uitgangsmaterialen. Beschouw het mechanisme van elektrofiele toevoeging aan de geschikte voorbeeld van alkenen - onverzadigde acyclische koolwaterstoffen met één dubbele binding. Behalve via in dergelijke transformaties andere koolwaterstoffen meervoudige bindingen, waaronder cyclische.

Stadia reageren van de startmoleculen

Elektrofiele additie vindt plaats in verschillende fasen. Elektrofiel met een positieve lading werkt als een elektronenacceptor, en de dubbele binding van een alkeen molecule - als elektronendonor. Beide verbindingen vormen een eerste p-vluchtig complex. Dan begint de transformatie van π-complex in ϭ-complex. Carbocation formatie in dit stadium en de stabiliteit te bepalen van de mate van interactie in het algemeen. Daarna carbocation snel reageert met gedeeltelijk negatief geladen nucleofiel en het uiteindelijke omzettingsproduct gevormd.

Effect van substituenten op de reactiesnelheid

Laad delokalisatie (ϭ +) in carbokation is afhankelijk van de oorspronkelijke molecuulstructuur. Positief inductief effect welke alkylgroep manifesteert, leidt tot een daling van de lasten naburige koolstofatoom. Hierdoor molecule met elektronendonerende substituent relatieve stabiliteit van kationen π-elektronendichtheid verhoogt verschuldigd is en reactiviteit van het molecuul als geheel. Effect op de reactiviteit van elektronenacceptoren zijn tegengesteld.

Het mechanisme van halogenen verbinding

Laten we nader onderzoeken van het mechanisme van elektrofiele additie van het alkeen een voorbeeld van interactie en halogeen.

1. Halogeen molecuul zal een dubbele binding tussen koolstofatomen en gepolariseerd. Vanwege de gedeeltelijke positieve lading aan één uiteinde van het molecuul halogeen trekt de elektronen π-binding. Omdat er een vorming van een instabiele π-complex.
2. Daarna elektrofiele deeltjes verbonden met twee koolstofatomen, waardoor een ringstructuur. Er is een cyclische "onium" ionen.
3. De resterende geladen deeltjes halogeen (positief geladen nucleofiel) reageren met onium ion en sluit aan de zijde tegenover de vorige deeltjes halogeen. Verschijnt eindproduct - trans-1,2-digalogenalkan. Evenzo aanhechting met halogeen cycloalkenyl.

Het bevestigingsmechanisme halogeenwaterstofzuren

Elektrofiele additie van waterstofhalogeniden en zwavelzuur wijze plaatsvinden. In een zure omgeving wordt gedissocieerd tot een kation en anion reagens. Positief geladen ion (elektrofiele) valt de π-binding gekoppeld aan één van de koolstofatomen. Carbocation wordt gevormd, waarbij het naburige koolstofatoom positief geladen. Volgende carbocation reageert met het anion het eindproduct van de reactie te vormen.

De richting van de reactie tussen de reagentia en meestal asymmetrische Markovnikov

Elektrofiele additie tussen de twee asymmetrische moleculen vindt regioselectief. Dit betekent dat de twee mogelijke isomeren voorkeur maar één is gevormd. Regioselectiviteit beschreven regel van markovnikov, volgens welke de waterstof op een koolstofatoom verbonden met een groot aantal andere waterstofatomen (meer gehydrogeneerde) bevestigd.

Om deze regel te begrijpen, is het noodzakelijk om te herinneren dat de reactiesnelheid afhankelijk van de stabiliteit van de tussenliggende carbokation. Effect elektrondonor en acceptor hoger vermelde substituenten. Aldus elektrofiele toevoeging van broomwaterstofzuur voorsprong propeen tot de vorming van 2-broompropaan. Het tussenproduct kation met een positieve lading op het centrale koolstofatoom stabieler carbokation met een positieve lading in het uiterste atoom. Hierdoor wordt een broomatoom reactie gebracht met een tweede koolstofatoom.

Effect van elektronzuigende substituenten op het verloop van de interactie

Als het oorspronkelijke molecuul elektronzuigende substituent die een negatieve inductieve en / of mesomeereffect heeft, elektrofiele toevoeging tegen de bovengenoemde regels. Voorbeelden van dergelijke substituenten: _CF3, COOH, CN. In dit geval, hoe groter de afstand van de positieve lading van de primaire elektronen aantrekkende groep maakt een stabieler carbokation. Dientengevolge waterstof verbonden koolstofatoom minder gehydrogeneerd.

Universele versie van de regels zal er als volgt uit: de interactie van een asymmetrisch alkeen en een asymmetrische reagens reactie verloopt door middel van de vorming van de meest stabiele carbokation.