Общата механизма на електрофилни присъединителни реакции

Тъй като електрофилно той използва при формирането на нови връзки с пи-електрони, поради съседен въглероден става пълноправен положителен заряд.

# 963-комплекс след това реагира с останалата нуклеофил, който осигурява на електрони, за да се образува нова връзка:

формация Етап carbocation е най-бавния (π-стари връзката се прекъсне, изисква енергия). Скоростта на тази стъпка се определя общият процент реакция. Тя се нарича етап на реакцията на определящ скоростта.

Сега нека разгледаме конкретни примери на електрофилно присъединяване реакции.

gidrogalogenirovaniya реакция (хидрохлориране, hydrobromination). Тази реакция е изцяло в съответствие с общия механизъм на AE:

Реакцията дава халоалкани.

хидратация реакция - връзка вода. Тази реакция е възможно само в присъствието на силна минерална киселина (сярна или фосфорна). За да се обясни ролята на киселина, е необходимо да се помисли за механизма на реакцията.

Молекулата на вода - беден източник на електрофилни частици (Н +), като степента на дисоциация е много ниска. В действителност, ролята на електрофили в реакциите на хидратация играе протони не получени от водни молекули и молекули на минерална киселина. Именно те и реакцията е започнала.

В първия етап на реакцията на протонна киселина образува π-комплекс с електронен π облак връзка. След това, протона на водорода е прикрепен към един от въглеродните атоми, съседен въглероден атом, към пълно положителен заряд случи. оформен # 963-комплекс (carbocation). Можете да видите, че тези два етапа процедира в съответствие с общия механизъм на AE реакции. Но на следващата стъпка от тази реакция, е необходимо да се вземе предвид: # 963-комплекс трябва да реагира с нуклеофил (виж общ механизъм.), Като реакционна среда има два вида нуклеофили - киселинни аниони HSO4 - и неутрални молекули вода с неразделен електронна двойка на кислорода. Като цяло, аниони - силни нуклеофили в тази реакция, но киселина се използва в каталитични количества (не е достатъчно аниони), а водата се използва в излишък. Ето защо в това "нуклеофили конкуренцията" спечели на водната молекула.

По този начин, в следващия етап на реакцията на молекула вода нуклеофил атаки на carbocation и донор-акцептор механизъм формира нова # 963; -връзките. Тъй като кислород, изразходвано за образуването на нова връзка, две от електрони (като донор), се формира на пълно положителен заряд. Резултатът е протониран молекула на алкохол - нестабилна заредена частица. За да се стабилизира тя трябва да бъде разцепен протон, което прави анион на сярна киселина. В резултат на тази реакция, молекулата алкохол образува и сярна киселина. Фактът, че сярната киселина в реакционната смес не се консумира, потвърждава, че е катализатор за тази реакция. По този начин ролята на сярна киселина в реакцията на хидратация на алкени - е катализатор, източник на електрофилни частици (Н +).

Реакцията на халогениране (хлориране, бромиране). Алкени при нормални условия е лесно свързани халогени, например, се образува етен в реакцията на бромиране на 1,2-дибромоетан:

Тази реакция протича с воден разтвор на бром, така наречените бром вода. Под действието на полярните молекули вода неполярен бром връзката в молекулата е поляризирана:

Тогава поляризирани молекули на бром взаимодейства с π-електронен облак от етен, образувайки π-комплекс:

Под влияние на електрон π-облака идва още по-голяма поляризация на връзката Br-Br, защото е разрушен heterolytically и Br + участва в образованието # 963; комплекс _L U:

В положително заредена въглероден атом # 963; комплекс _L U има свободен р-орбитален, докато бромен атом, - един неразделен електронна двойка. Те си взаимодействат чрез механизъм донор-акцептор се образува цикличен катион Bromont:

Катион Bromont претърпява нуклеофилна атака (Br -), и е оформен от 1,2-дибромоетан. Тъй като подход Br - от първия бром е възпрепятствано пространствено, атака настъпва на противоположната страна (така наречените транс-връзка).

В случай на образуване на 1,2-дибромоетан не е толкова важно, защото конформери свободно преминават един от друг, но когато е прикрепен към циклоалкенил е необходимо да се обърне внимание на транс-присъединяване, например чрез бромиране циклопентен образува транс-1,2-dibromtsiklopentan:

Реакцията на бромиране се използва като качествен отговор на ненаситеност (двойна и тройната връзка). Качествена нарича реакция, която е ясно видима резултат, например, утаяване или разтваряне на утайката, обезцветяване, ефервесценция, появата на характерната миризма. Реакцията на бромиране може да се наблюдава промяна на цвета алкени бром вода (изчезване на оранжево или жълто-оранжев цвят).

електрофилно присъединяване
до асиметрични алкени

Когато погледна реакцията или хидратиране gidrogalogenirovaniya например етена на, не са срещнали въпроса, който от въглеродните атоми в двойната връзка се присъединява към стъпка образуване водород протон # 963; комплекс _L U: етен в молекулата (и други алкени симетрични) с две въглероден еквивалент двойна връзка. В случая на тези реакции към несиметрични алкени, образуването на два присъединителни продукти, което означава, че има проблем: което ще преобладава един. Нека разгледаме примера на хидрохлориране на пропен:

Теоретично, хидрохлориране реакция на пропен може да бъде образуван от 1-хлоропропан и 2-хлорпропан, обаче, на практика вече получава 2-хлорпропан. Тази реакция протича по правило тип Markovnikov когато закрепване реагент Н + X - (например HCI, HBr, HOH) да несиметрично алкени водород протон е свързана към въглероден атом хидрогенирана при двойната връзка.

За да се обясни това с цел на присъединяване е необходимо да се разглеждат статични и динамични фактори.

Статично фактор - разпределението на плътността на електрони в молекула блокиране.

въглероден атом в двойна връзка SP 2 -gibridizovan, е по-електроотрицателен от въглерод SP 3 -gibridizovanny метилова група. Следователно, електронната плътност поради СН3 -СН = изместен към въглерод двойна връзка. Тъй като π-връзка е поляризирана по-лесно от # 963; -връзките, пи-електрони се измества поради съседен въглероден атом, т.е. поляризацията му се случи. В крайна сметка, първият въглероден атом настъпва частично отрицателен заряд (# 948 ;-), а вторият - частичен положителен (# 948 +). Разбира се, протон на водород (положително заредени частици) ще бъдат насочени към въглеродния атом, където има излишък на електронната плътност и е хидрогенирана въглероден атом на двойната връзка.

Сега разгледа динамичен фактор - сравнение на стабилността на междинни частици (карбокатиони). Вече знаете: колкото по-стабилна междинния частица (междинен), толкова по-голяма вероятността от образуването му.

В етапа на образуване # 963; комплекс _L U теоретично може да се развие две carbocation - пропил (първична) и изопропил (средно). Въглеродният атом, с пълна положителен заряд себе отклонения на електронната плътност съседна (или съседни) С-С # 963; -връзките, намаляване на собствената липса на електронната плътност. Вторичната carbocation е по-стабилна, поради по-голямата положителна компенсация на въглероден заряд:

Алкени окислителната реакция протича с образуването на различни продукти в зависимост от условията. Ние считаме, че само така наречените меки окисление на алкени. Това се извършва с разреден разтвор на калиев перманганат при стайна температура (реакцията Wagner).

Реакцията дава гликол (двувалентен алкохол) и манганов диоксид: