واکنش های افزودن آلکن: انتخاب منطقه ای

در پست قبلی در مورد افزونه، در مورد آن صحبت کردیم الگوی کلیدی واکنش های اضافه [break C-C π, form two new bonds to adjacent carbons] و چگونه این دقیق است مقابل الگوی واکنش های حذفی که قبلاً از آن گذشتیم.

از آنجایی که واکنش‌های افزودن آلکن پیوندهایی با دو کربن مجاور، اگر دو پیوند منفرد جدیدی که تشکیل می‌شوند با اتم‌های متفاوتی باشند، بنابراین پتانسیل تشکیل را داریم ایزومرها.

فهرست مطالب

1. مطمئن شوید که می توانید هیدروژن های “پنهان” را تشخیص دهید
2. “Regioizomers” چیست؟
3. بسیاری از واکنش‌ها ترجیح زیادی برای تشکیل یک “Regioisomer” بر دیگری دارند. این ویژگی “انتخاب منطقه” نامیده می شود.
4. Hydroboration: نمونه دیگری از یک واکنش “انتخابی منطقه”.
5. تشکیل “هالوهیدرین ها” انتخابی منطقه ای است
6. همه واکنش های افزودنی منطقه ایزومر تولید نمی کنند
7. خلاصه: انتخاب منطقه ای در واکنش های افزودن آلکن
8. یادداشت

---

1. مطمئن شوید که می توانید هیدروژن های “پنهان” را تشخیص دهید

در ادامه، ما از میانبرهای ساختاری زیادی استفاده خواهیم کرد. بنابراین مفید است که بتوانید هیدروژن‌های «پنهان» (یا «ضمنی») را ببینید که هنگام نگاه کردن به آلکن‌ها (و آلکان‌ها) وجود دارند:

2. “Regioizomers” چیست؟

این پست درباره یکی از پیامدهای مهم واکنش های آلکن ها است که برای واکنش های جانشینی و اسید-باز مؤثر نبود: انتخاب منطقه ای

در یک ثانیه بیشتر در مورد آن به واکنش های جایگزینی فکر کنید. هنگامی که یک واکنش جایگزینی رخ می دهد، به طور معمول آنچه اتفاق می افتد، مبادله یک پیوند با پیوند دیگر در همان کربن. هیچ اتم مجاوری درگیر نیست [one exception, see Note 1].

با واکنش های اضافه، ما پتانسیل تاثیرگذاری را داریم دو کربن مجاور. اگر دو پیوند منفرد جدیدی که تشکیل می‌شوند با اتم‌های متفاوتی باشند، بنابراین پتانسیل تشکیل را داریم ایزومرها.

برای مثال به این واکنش نگاه کنید.

توجه کنید که این دو محصول چگونه در اینجا کشیده شده اند؟ محصول سمت چپ 2-بروموپروپان و محصول سمت راست 1-برومپروپان است.

این ترکیبات چه ارتباطی با یکدیگر دارند؟ آنها هستند ایزومرهای اساسی [same molecular formula, different connectivity]. با این حال، در زمینه واکنش های افزودن، نام دیگری وجود دارد که می توانیم برای توصیف رابطه بین این مولکول ها استفاده کنیم. از آنجایی که H و Br در هر مورد به ناحیه متفاوتی از پیوند دوگانه اضافه می‌کنند، می‌توان آنها را نیز فراخوانی کرد منطقه ایزومرها

3. بسیاری از واکنش ها ترجیح زیادی برای تشکیل یک “Regioisomer” بر دیگری دارند. این ویژگی “انتخاب منطقه” نامیده می شود.

همانطور که مشخص است، بسیار نادر است که دو منطقه ایزومر در بازدهی مساوی تشکیل شوند. در واقع، بسیاری از واکنش ها ترجیح زیادی برای تشکیل یک منطقه ایزومر نسبت به دیگری دارند، ویژگی به نام “انتخاب منطقه ای“. افزودن HBr به آلکن ها یک مثال کامل است. همانطور که بعدا خواهیم دید، ساختار آلکن نقش کلیدی در تعیین محصول مورد علاقه دارد.

توجه داشته باشید که چگونه در محصول اصلی، 1-بروم-1- متیل سیکلوهگزان و در محصول فرعی، 2-بروم-1- متیل سیکلوهگزان را تشکیل می دهیم.

اگر در حال حاضر نحوه عملکرد این واکنش را درک نمی کنید، اشکالی ندارد! در پست بعدی، جزئیات “چگونه” و “چرا” را بررسی خواهیم کرد. در حال حاضر، فقط روی “چی” تمرکز کنید – بتوانید پیوندهای تشکیل شده و شکسته شده را ببینید و تشخیص دهید که این دو محصول ایزومرهای یکدیگر هستند.

[For the mechanism, see this post: Alkene Reaction Mechanisms – The “Carbocation” Pathway]

4. Hydroboration: نمونه دیگری از یک واکنش “انتخابی منطقه”.

در اینجا یک نتیجه تجربی از یک واکنش متفاوت به نام “هیدروبوراسیون” است، که در آن ما یک آلکن را با بوران (BH) درمان می کنیم.₃) و سپس هیدروکسید سدیم و پراکسید هیدروژن. دوباره به زودی در مورد مکانیسم صحبت خواهیم کرد، اما در حال حاضر، روی الگوهای پیوند تمرکز کنید [again, don’t need to worry about dashes/wedges for now either – all in good time].

مجدداً توجه داشته باشید که ما در اینجا چگونه منطقه ایزومرها را تشکیل می دهیم. در این واکنش مشاهده می شود که محصول سمت چپ با بازدهی بسیار بالاتری نسبت به محصول سمت راست تشکیل می شود. [The mechanism is covered here: Hydroboration of Alkenes – The Mechanism ]

5. تشکیل “هالوهیدرین” نیز منطقه ای انتخابی است

در اینجا مثال دیگری در واکنشی به نام “تشکیل هالوهیدرین” وجود دارد. به قرارگیری OH و Br توجه کنید. ببینید چقدر با هم فرق دارند؟ محصول سمت چپ مورد علاقه است.

برای مکانیسم در اینجا، به “مکانیسم های آلکن – مسیر “حلقه سه عضوی” مراجعه کنید.

6. همه واکنش های افزودنی منطقه ایزومر تولید نمی کنند

همه واکنش های افزودنی منطقه ایزومر تولید نمی کنند. به عنوان مثال، “هیدروژناسیون” – درمان آلکن ها با یک کاتالیزور فلزی (پالادیوم روی کربن یا Pd/C) و گاز هیدروژن – محصول زیر را به دست می دهد. از آنجایی که ما در حال تشکیل پیوندهای CH در هر دو طرف آلکن هستیم، امکان تشکیل منطقه ایزومر در اینجا وجود ندارد.

همین مورد برای افزودن برم (Br₂) به آلکن ها. از آنجایی که ما در حال تشکیل C-Br بر روی هر دو کربن هستیم، انتخاب منطقه ای در اینجا موضوعی نیست.

7. خلاصه: انتخاب منطقه ای در واکنش های افزودن آلکن

نکته پایانی که من می خواهم یک دانش آموز از این پست خارج شود موارد زیر است:

1. از طریق صفحه به بالا برگردید و به محصولات هر واکنش نگاه کنید – توجه داشته باشید که چگونه هر کدام از الگوی جمع کلید پیروی می کنند (CC π را بشکنید، دو پیوند منفرد جدید به کربن تشکیل دهید)
2. بتوانید منطقه ایزومرها را شناسایی کنید و نسبت به این مفهوم حساس شوید، زیرا این ویژگی کلیدی واکنش های جمع خواهد بود!

در پست بعدی، ما به همان واکنش‌ها می‌پردازیم، اما بر روی خط تیره‌ها و گوه‌ها تمرکز می‌کنیم – به عبارت دیگر، “کلیشه‌شیمی” آنها. این دومین مفهوم بزرگی است که در واکنش‌های اضافی باید به آن توجه کرد.

پست بعدی: واکنش های افزایشی – استریوشیمی

---

یادداشت

یادداشت 1 – به جز واکنش‌های جایگزینی که با بازآرایی اتفاق می‌افتد، که شامل کربن‌های مجاور می‌شود]

IUPAC “انتخابی منطقه” را اینگونه تعریف می کند:یک واکنش منطقه‌ای انتخابی واکنشی است که در آن یک جهت ایجاد یا شکست پیوند ترجیحاً نسبت به سایر جهت‌های ممکن اتفاق می‌افتد. منبع: IUPAC