بیایید امروز در مورد شیمی کربونیل (آلدئیدها، کتونها، اسیدهای کربوکسیلیک و استرها) صحبت کنیم. به طور خاص، مکانیسم های واکنش.

اگر به مکانیسم های واکنش با جزئیات نگاه کنید، خواهید دید که آنها به دو دسته کلی تقسیم می شوند. آن دو مقوله واکنش هایی با آنیونی (منفی) نوکلئوفیل ها و کسانی که با خنثی نوکلئوفیل ها

من این نمودار را برای یک دانش آموز جمع کردم و فکر کردم که پست خوبی خواهد بود:

در کل، هسته دوست های آنیونی، هسته دوست های بسیار قوی تر از هسته دوست های خنثی هستند. بیایید به 4 تفاوت اصلی اشاره کنیم:

1) کاتالیز اسیدی ما هرگز اسید را به واکنش های حاوی نوکلئوفیل های آنیونی اضافه نمی کنیم، به یک دلیل ساده: آن هسته دوست را پروتونه می کند. از آنجایی که باز مزدوج همیشه یک هسته دوست قوی‌تر است، این امر اساساً سرعت واکنش را به تعویق می‌اندازد (و در بسیاری از موارد، مانند هیدریدهای فلزی و معرف‌های گریگنارد، آن را به طور کامل متوقف می‌کند). تنها استثنا زمانی است که نوکلئوفیل آنیونی یک باز ضعیف باشد – برای مثال سیانید.

با نوکلئوفیل های خنثی، اسید برای تکمیل واکنش در وهله اول ضروری است. اسید دو کار انجام می دهد: 1) کربونیل ها را پروتونه می کند، 1،2-افزودن را سرعت می بخشد، و 2) گروه هایی مانند OH، OR و NH2 را پروتونه می کند تا OH2(+)، HOR(+)، و NH3(+) بسازد. که با فاکتورهای میلیاردی بهتر است گروه ها را ترک کنند.

2) برگشت پذیری: با نوکلئوفیل های آنیونی، واکنش ها اغلب غیرقابل برگشت هستند، به ویژه با هسته دوست های قوی که گروه های ترک ضعیفی مانند R، H و NH2 هستند. اگر شیمی آلی را برای رسیدن به این هدف گیر کرده اید، امیدواریم متوجه شده باشید که هرچه پایه ضعیف تر باشد، گروه ترک بهتر است. واکنش ها با نوکلئوفیل های آنیونی در حالت تعادل هستند فقط اگر گروه نوکلئوفیل و ترک از نظر قدرت پایه مشابه یکدیگر باشند.

با هسته دوست های خنثی اساساً هر مرحله برگشت پذیر است و کل مکانیسم نشان دهنده یک تعادل است. اگر اینطور است، چگونه می توانیم آن را به سمتی که می خواهیم سوق دهیم؟ خوب، علاوه بر استفاده از اسید، می توانیم با انتخاب حلال این کار را انجام دهیم. به عنوان مثال، هنگام تشکیل یک استر از یک اسید کربوکسیلیک و یک الکل، می‌توانیم از الکل به عنوان حلال استفاده کنیم که بسیار بیشتر از مولکول‌های آب ما خواهد بود. برعکس، هنگام رفتن از یک استر به یک اسید کربوکسیلیک، از آب به عنوان حلال استفاده می کنیم.

3. انتقال پروتون: اگر سعی کرده‌اید مکانیسم اضافه کردن معرف‌های Grignard به استرها را ترسیم کنید و سپس آن را با افزودن آب به استرها (با استفاده از اسید) مقایسه کنید، باید متوجه یک تفاوت بزرگ شوید – همه آن انتقال‌های پروتون مزاحم در بین هر مرحله. در مورد دوم، توجه کنید که چگونه انتقال پروتون همیشه قبل از حذف 1،2 است.

4- آخرین مرحله: اگر با یک نوکلئوفیل منفی شروع کنید، محصول شما یک بار منفی روی آن خواهد داشت. به همین دلیل است که آخرین مرحله همیشه افزودن اسید یا آب است – برای به دست آوردن محصول خنثی. اگر از یک نوکلئوفیل خنثی استفاده کنید و یک اسید به آن اضافه کنید، محصول شما دارای بار مثبت خواهد بود. بنابراین آخرین مرحله در این مورد، deprotonation خواهد بود.

آیا چیزی را از دست دادم؟ آیا این مفید بود؟ پیام بگذارید!