Mecanismul general al reacțiilor de adiție electrofilă

Din moment ce el a folosit electrofil în formarea unei relații noi tt-electroni de carbon adiacent din cauza devine o încărcare completă pozitivă.

# 963-complex apoi reacționează cu nucleofilul rămasă care oferă electronii pentru a forma o nouă relație:

Formarea Etapa carbocationului este cel mai lent (conexiunea π-vechi trebuie să se rupă, este nevoie de energie). Rata acestei etape determină rata globală de reacție. Se numește etapa de determinare a ratei de reacție.

Acum, să ne ia în considerare exemple specifice de reacții de adiție electrofilă.

reacția gidrogalogenirovaniya (hidroclorurare, hydrobromination). Această reacție este în întregime în conformitate cu mecanismul general al AE:

Reacția produce halogenclorură.

reacția de hidratare - conectarea apei. Această reacție este posibilă numai în prezența unui acid mineral tare (sulfuric sau fosforic). Pentru a explica rolul de acid, este necesar să se ia în considerare mecanismul acestei reacții.

Molecula de apă - o sursă slabă de particule electrofili (H +), ca gradul de disociere este foarte scăzută. De fapt, rolul electrofili în reacțiile de hidratare joacă protoni care nu sunt derivate din moleculele de apă și molecule ale unui acid mineral. Este ei și este pornit reacția.

În prima etapă, reacția acidului proton formează un complex cu π-electron π-nor legătură. Apoi, protonul de hidrogen este atașat la unul dintre atomii de carbon, atomul de carbon adiacent cu sarcină pozitivă neuromuscular apare. format # 963-complex (carbocationului). Puteți vedea că aceste două etape procedează în conformitate cu mecanismul general al reacțiilor AE. Dar, pe următoarea etapă a acestei reacții, este necesar să se ia în considerare: # 963-complex trebuie să reacționeze cu un nucleofil (vezi mecanismul general.), Ca mediu de reacție, există două tipuri de nucleofile - anioni de acid HSO4 - și molecula de apă neutru, cu o pereche de electroni unshared pe oxigen. In general, anioni - nucleofile puternice în această reacție, dar acidul este utilizat în cantități catalitice (nu anioni suficient), în timp ce apa este folosită în exces. De aceea, în acest „nucleofili de concurență“ câștiga din molecula de apă.

Astfel, în etapa următoare ca reacția moleculei de apă nucleofil atacurile carbocationului și donor-acceptor mecanism format nou # 963; -bond. Din moment ce oxigenul consumat la formarea unei noi conexiuni, două dintre electronii (ca donator), sa format pe sarcina pozitivă completă. Rezultatul a fost o molecula protonate de alcool - particule încărcate instabil. Pentru a stabiliza aceasta trebuie să fie scindată de protoni, ceea ce face ca un anion de acid sulfuric. Ca rezultat al acestei reacții, molecula de alcool format și acid sulfuric. Faptul că acidul sulfuric în reacție nu se consumă, confirmă că este un catalizator pentru această reacție. Astfel, rolul acidului sulfuric în reacția de hidratare a alchenelor - este un catalizator, o sursă de particule electrofili (H +).

Reacția de halogenare (clorurare, bromurare). Alchene în condiții normale este, de exemplu, etenă în reacția de bromurare de 1,2-dibrometan se formează halogeni ușor atașat:

Această reacție are loc cu o soluție apoasă de brom, așa-numita apă de brom. Sub acțiunea moleculelor de apă polare legături de brom nepolar într-o moleculă este polarizat:

Apoi, moleculele polarizate de brom interacționează cu norul π-electron de etenă, formând un π-complex:

Sub influența de electroni π-nor vine încă o mai mare polarizare a conexiunii Br-Br, acesta este rupt heterolytically și Br + este implicat în educație # 963; -complexul:

Într-un atom de carbon încărcat pozitiv # 963; -complexul are o p orbital, în timp ce atomul de brom liber - o pereche de electroni unshared. Acestea interacționează cu mecanismul donor-acceptor este format Bromont cation ciclic:

Cation Bromont suferă atacul nucleofil (Br -), și este format din 1,2-dibrometan. Deoarece abordarea Br - de prima Bromul este împiedicată steric, atacul are loc pe partea opusă (așa-numita trans-conexiunii).

În cazul formării de 1,2-dibrometan nu este atât de important, deoarece conformerilor trece liber între ei, dar când este atașat la cicloalchenilul este necesar să se acorde o atenție pe trans-alipire, de exemplu, prin ciclopentenă bromurare format trans-1,2-dibromtsiklopentan:

Reacția de bromurare este utilizat ca un răspuns calitativ la nesaturarea (legătura dublă și triplă). numita reacție calitativă care este în mod clar rezultatul vizibil, de exemplu, precipitarea sau dizolvarea precipitatului, decolorarea, efervescență, aspectul miros caracteristic. Reacția de bromurare poate observa alchenelor decolorarea apei de brom (dispariția culorii portocaliu sau galben-portocaliu).

plus electrofil
la alchene asimetrice

Când ne-am uitat la reacție sau hidratare gidrogalogenirovaniya exemplul etenă, noi nu am întâlnit întrebarea care dintre atomii de carbon de la legătura dublă unește proton hidrogen pas formarea # 963; -complexul: etenă în moleculă (și alte alchene simetrice), cu dublă legătură echivalentă cu două carbon. În cazul acestor reacții la alchene nesimetrice, formarea celor două produse de adiție, ceea ce înseamnă că există o problemă: care va predomina una. Să considerăm exemplul hidroclorurare propenei:

Teoretic, reacția hidroclorurare propenei poate fi format din 1-cloropropan și 2-clorpropan, cu toate acestea, în practică, obținute mai ales 2-cloropropan. Această reacție are loc conform regulii de tip Markovnikov când atașați reactiv H + X - (de exemplu, HCI, HBr, HOH) la nesimetric proton alchenele hidrogen este atașat la un atom de carbon hidrogenat la dubla legătură.

Pentru a explica această ordine de atașare este necesar să se ia în considerare factorii statice și dinamice.

Factorul static - distribuția densității de electroni în molecula care nu răspunde.

Atomul de carbon la dubla legătură sp 2 -gibridizovan, este mai mult decât electronegativ sp carbon 3și -gibridizovanny metil. Prin urmare, densitatea de electroni din cauza CH3-CH = mutat la o dublă legătură carbon. Deoarece π-obligațiuni este polarizat mai ușor decât # 963; -bond, tt-electronii sunt deranjate datorită atomului de carbon adiacent, adică, polarizarea are loc. In cele din urma, primul atom de carbon are loc o încărcare parțială negativă (# 948 ;-), iar al doilea - un rezultat pozitiv parțial (# 948; +). Desigur, protonul de hidrogen (particule încărcate pozitiv) va fi direcționat către carbonul, în cazul în care există un exces de densitate de electroni, și este un atom de carbon hidrogenat la dubla legătură.

Acum, ia în considerare factorul dinamic - compara stabilitatea particulelor intermediare (carbocationilor). Știți deja: mai stabil particula intermediar (intermediar), cu atât mai mare probabilitatea de formare a acesteia.

În etapa de formare # 963; -complexul teoretic se pot dezvolta două carbocationului - propil (primară) și izopropil (secundar). Atomul de carbon cu un plin de sarcină în sine distorsiunile pozitive la densitate de electroni adiacente (sau învecinate) C-C # 963; -bond, reducând lipsa proprie de densitate de electroni. Carbocationului secundar este mai stabil din cauza mai mari de compensare sarcină pozitivă pe carbon:

reacția de oxidare alchenică continuă cu formarea de produse diferite în funcție de condițiile. Considerăm că numai așa-numita oxidarea moale a alchene. Aceasta se realizează cu o soluție diluată de permanganat de potasiu, la temperatura camerei (reacția Wagner).

Reacția produce glicol (alcool dihidric) și dioxid de magneziu: