برعکس حذف – استاد شیمی آلی

دیدگاه‌ خود را بنویسید / / از

واکنش های افزایشی آلکن ها

در سری های قبلی، واکنش های اسید-باز، واکنش های جانشینی هسته دوست و واکنش های حذف را مورد بحث قرار دادیم. اینها سه نوع از چهار نوع واکنش مهم را در یک دوره Org 1 معمولی نشان می دهند.

وجه مشترک هر یک از این واکنش ها تا کنون این است که هر یک از آنها با یک پایه لوئیس (که ما آن را “پایه” یا “هسته دوست” می نامیم، بسته به اینکه آیا هیدروژن یا کربن حمله می کند) شروع می شود) که یک جفت تنها را به یک الکتروفیل اهدا می کند. (یا هیدروژن یا کربن).

در این سری از پست‌ها، چهارمین کلاس اصلی واکنش‌ها، واکنش‌های جمع را پوشش خواهیم داد. همانطور که خواهیم دید، چیزی که این دسته از واکنش‌ها را متفاوت می‌کند این است که یک پیوند دوگانه (به بیان دقیق‌تر یک پیوند π) که به عنوان دهنده جفت الکترون عمل می‌کند.

به عبارت دیگر، ما آن را خواهیم دید پیوند π می تواند هسته دوست نیز باشد!

علاوه بر این، از آنجایی که طبق تعریف پیوند π دو کربن را در بر می‌گیرد، خواهیم دید که این دسته از واکنش‌ها پیامدهای جالبی در رابطه با هویت محصولات (به ترتیب «انتخاب‌پذیری» و «انتخاب‌پذیری») خواهد داشت که در پست‌های بعدی به آن‌ها خواهیم پرداخت.

پس بیایید شروع کنیم، آیا؟

فهرست مطالب

  1. سه واکنش آلکن – نگران “چرا” نباشید، اما فقط روی پیوندهایی که شکل می گیرند و می شکند تمرکز کنید
  2. الگوی کلیدی همه این واکنش‌ها این است که پیوند AC-C Pi را می‌شکنند و دو پیوند منفرد روی کربن‌های مجاور تشکیل می‌دهند (دقیقا معکوس حذف)
  3. الگوی عمومی برای واکنش های اضافی
  4. خلاصه: واکنش های اضافه

1. سه واکنش آلکن – نگران “چرا” نباشید، اما فقط روی پیوندهایی که شکل می گیرند و می شکند تمرکز کنید

من همیشه فکر می کنم مهم است که قبل از اینکه به «چرا» یا «چگونه» برسیم، «چی» را توصیف کنیم. قبل از اینکه بتوانیم بفهمیم که چگونه یا چرا اتفاقی می افتد، مهم است که بتوانیم الگوی اساسی را تشخیص دهیم. و مثل همیشه، این از چه خواهد آمد تجربی مشاهدات به ما بگو.

بیایید به یک مشاهدات تجربی نگاه کنیم که قدمت آن به بیش از 140 سال قبل بازمی‌گردد. در اواخر دهه 1860، ولادیمیر مارکوفنیکوف شیمیدان روسی مشاهدات زیر را انجام داد: آلکنهایی که با اسید هیدروبرومیک تیمار شده بودند، آلکیل برومیدها را تشکیل دادند.

افزودن پروپن hbr به 2 بروموپروپان که پیوندها تشکیل می شود و می شکند

به الگوی تشکیل پیوند و شکستن پیوند در اینجا توجه کنید: ما در حال شکستن یک پیوند CC π و تشکیل یک پیوند C-Br و CH روی کربن‌های مجاور هستیم.

در اینجا یک مثال دیگر است. در اواخر دهه 1800 توسط شیمیدان فرانسوی پل ساباتیه کشف شد که وقتی آلکنها با گاز هیدروژن در حضور نیکل ریز تقسیم شده تصفیه می شوند، واکنش زیر رخ می دهد:

هیدروژناسیون آلکن‌های نیکل و گاز هیدروژن که پیوندها تشکیل می‌شوند و می‌شکنند

ساباتیر ​​جایزه نوبل شیمی 1912 را برای توسعه این واکنش دریافت کرد، که متعاقباً مشخص شد که در بسیاری از انواع مختلف کاتالیزورهای فلزی علاوه بر نیکل، از جمله پالادیوم، پلاتین و بسیاری از فلزات “تأخر” دیگر رخ می دهد.

دوباره به این الگو توجه کنید: شکستن پیوند C-C π و تشکیل دو پیوند C-H روی کربن های مجاور. [Don’t worry so much about the dashes and wedges for now – we’ll get there in a later post].

در اینجا یک نمونه آخر است. اگر یک آلکن (مثلا سیکلوهگزان) مصرف کنید و برم عنصری (مایع) را اضافه کنید، واکنش زیر رخ می دهد:

برم زنی آلکن ها با br2 که پیوندهایی تشکیل می دهند و می شکنند

2. الگوی کلیدی همه این واکنش‌ها این است که پیوند AC-C Pi را می‌شکنند و دو پیوند منفرد روی کربن‌های مجاور تشکیل می‌دهند (دقیقا معکوس حذف)

دوباره به الگو توجه کنید – C-C π را بشکنید [and Br-Br] و بر روی کربن های مجاور پیوندهای C–Br تشکیل می دهند. [We’ll deal with the dashes and wedges in subsequent posts – it’s OK to just ignore them for now].

اگر واقعاً حافظه خوبی دارید، ممکن است متوجه شوید که این الگو به طرز عجیبی آشناست. اگر دوباره به آرشیو برگردیم، واکنشی را دیده‌ایم که دقیقاً با این الگو مطابقت دارد…. ولی برعکس! این دوست قدیمی ما واکنش حذف است!

الگوی کلیدی واکنش های افزودن شکستن پیوند cc pi و تشکیل دو پیوند جدید به کربن است

[I’ve left the “strong base” here as generic, but a typical example would be NaOCH3 or NaOCH2CH3]

همانطور که قبلا دیدیم، واکنش های حذف شامل شکستن دو پیوند منفرد روی کربن های مجاور و تشکیل یک پیوند C-C π جدید است. توجه کنید که چگونه این دو واکنش (اضافه و حذف) در اینجا به نتایج کاملاً متضاد می رسند.

  • در واکنش اضافه [the first reaction at the top of the page] ، بود تشکیل C-Br و CH و شکستن C-C π [we’re also breaking H-Br]
  • در واکنش حذف، ما هستیم شکستن C-Br و C-H و تشکیل C-C π [and forming a bond between the base and hydrogen]

3. الگوی عمومی برای واکنش های اضافه

ما حتی می توانیم این الگوها را فراتر از این مثال خاص از H-Br تعمیم دهیم. به همین ترتیب، برای واکنش های جمع، الگوی کلی به شکل زیر است:

الگوی کلی برای واکنش های جمعی شکستن cc pi و تشکیل cx و cy همیشه پیوند cc pi را می شکند

همانطور که خواهیم دید، نمونه های بسیار بسیار بیشتری از واکنش های جمع وجود دارد که فراتر از 3 مثالی که در اینجا دیده ایم، خواهیم دید. اما همه آنها از یک الگوی اساسی پیروی می کنند. ما همیشه یک پیوند CC π را می شکنیم و همیشه دو پیوند منفرد جدید به کربن تشکیل می دهیم.

4. خلاصه: الگوی عمومی برای واکنش های اضافه

با این حال، رازهای زیادی برای ما باقی مانده است: به عنوان مثال، آیا در مثال اول متوجه شدید که Br به بیشترین کربن جایگزین اضافه شده است؟ و چگونه در دومی، دو هیدروژن به یک سمت آلکن اضافه می شوند، اما در سوم، برم ها به اضلاع مخالف اضافه می شوند؟ در پست های بعدی با جزئیات بیشتر این الگوها را بررسی خواهیم کرد.

پست بعدی: واکنش‌های اضافه – انتخاب منطقه

یادداشت

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تمامی حقوق برای سایت اسید فرمیک دات آی ار محفوظ است 

خرید مونومر وینیل استات