چهار پست قبلی در مورد اسید-باز، جایگزینی، افزودن و حذف، 4 واکنش اصلی در شیمی آلی I را پوشش داد. اکنون زمان آن رسیده است که از این پایه‌ها فراتر برویم و تعدادی از واکنش‌های کمتر رایج (اما همچنان مهم) را که در آنها یاد می‌گیرید معرفی کنیم. شیمی آلی 1. آنها بازآرایی، جایگزینی رادیکال، و برش (شکاف اکسیداتیو) خواهند بود.
بیایید در این پست به بازآرایی ها نگاه کنیم. مانند همه چیز در این سریال، نکته درک نکردن است چرا هنوز، اما بتوانیم از روی نمودارها ببینیم که چه پیوندهایی شکسته و تشکیل شده اند. شما باید نحوه خواندن نمودارهای خطی را بدانید. اما به غیر از آن هیچ مهارت بیشتری لازم نیست. نکته اینجاست که بتوانی طرح را دنبال کنید – دیدن چی اتفاق می افتد. سری پست های بعدی به جزئیات بیشتری در مورد آن خواهد پرداخت چرا چیزهایی اتفاق می‌افتد، اما ایجاد این دانش زمان می‌برد.
واکنش های بازآرایی واقعا جالب است. آنها می‌توانند با بسیاری از واکنش‌هایی که قبلاً توضیح داده‌ایم، مانند واکنش‌های جایگزینی، افزودن و حذف همراه باشند. در واقع، اگر از نزدیک نگاه نکنید، گاهی اوقات می توانید این واقعیت را از دست بدهید که یک واکنش بازآرایی رخ داده است. بیایید ابتدا به یک واکنش تعویض نگاه کنیم.
در بالا یک واکنش جایگزینی “معمولی” وجود دارد: ما یک آلکیل هالید می گیریم و آب اضافه می کنیم. پیوند C-Br شکسته شده و یک پیوند C-OH تشکیل می شود. اگر به جدول سمت راست نگاه کنید، خواهید دید که این الگوی معمولی واکنش های جایگزینی را دنبال می کند.
با این حال اگر تغییر کنیم یکی چیزی در مورد این آلکیل هالید – انتقال برم به C-3 به جای C-2 – اکنون وقتی این واکنش را اجرا می کنیم، محصول متفاوتی را می بینیم. همچنین یک واکنش جایگزینی است (ما Br را با OH جایگزین می کنیم) اما روی یک است کربن مختلف این به این دلیل است که اگر دقت کنید، می توانید ببینید که در واقع 3 پیوند شکسته شده و 3 پیوند تشکیل شده است. پیوند C2-H شکست و پیوند C3-H تشکیل شد.
خیلی عجیب!
این یک واکنش بازآرایی را نشان می دهد – وقتی می بینید که گروهی از یک کربن به کربن دیگر “حرکت” می کنند. بیایید به مثال دیگری نگاه کنیم.
در اینجا ما یک واکنش اضافه داریم. در بالا، هیچ چیز خاصی – مانند همه موارد اضافه شده، ما یک پیوند دوگانه CC را می شکنیم (π پیوند می دهند و دو پیوند منفرد جدید را به کربن های مجاور (H و Cl) تشکیل می دهند. اما به مثال پایین نگاه کنید. اگر به جای آن از آن آلکن استفاده کنیم، متوجه می شویم که کلر به C3 ختم می شود، نه ج-2. دوباره، با بررسی پیوندهای شکسته/تشکیل شده، می بینیم که یک جفت رویداد اضافی وجود دارد: پیوند C3-H شکسته شد و پیوند C-2H تشکیل شد. به عبارت دیگر، هیدروژن از یک کربن به کربن دیگر “مهاجرت” کرد. عجیب و غریب!
در نهایت، بیایید به یک واکنش حذف نگاه کنیم. اگر الکلی مانند شکل زیر بگیرید و اسیدی اضافه کنید (مانند H2SO4 در تصویر) و همراه با حرارت به واکنش کمک کنید، پیوندهای C1-OH و C2-H را می شکنید و یک پیوند دوگانه جدید بین C1-C2 ایجاد می کنید. . به عبارت دیگر، این یک واکنش حذفی معمولی است.
اما اگر یک الکل کمی اصلاح شده مانند مثال پایین (با یک گروه متیل اضافی روی C1) بگیرید و همان واکنش را امتحان کنید، دوباره اتفاق عجیبی رخ می دهد. با تجزیه و تحلیل پیوندهای شکسته و تشکیل شده، یک پیوند “اضافی” در حال شکستن و یک پیوند “اضافی” در اینجا شکل می گیرد. اگر دقت کنید می‌بینید که یکی از گروه‌های متیل در C1 (ما آن را C8 می‌نامیم) به C2 منتقل شده است.
بنابراین در مورد واکنش های بازآرایی چه نتیجه ای می توانیم بگیریم؟
1. آنها می توانند با بسیاری از واکنش هایی که قبلاً با آنها آشنا بودیم، مانند واکنش های جایگزینی، اضافه و حذف همراه باشند.
2. آنها شامل “حرکت” یک اتم (H در دو مثال بالا، C در مثال سوم) از یک کربن به کربن دیگر است.
چه بینش دیگری می توانیم از این مثال ها به دست آوریم؟ در اینجا دو سوال وجود دارد.
1. نگاه کنید، اگر قبلاً نمی دانید، الکل های اولیه، ثانویه و سوم و آلکیل هالیدها چیستند.
2. در واکنش های جانشینی و واکنش های حذف، هر الکل (یا آلکیل هالید) را بر اساس اولیه، ثانویه یا سوم طبقه بندی کنید. آیا تفاوتی بین موارد “عادی” و موارد “بازآرایی” وجود دارد؟
برای جزئیات بیشتر در مورد واکنش های بازآرایی، از اینجا شروع کنید: واکنش های بازآرایی (1) – تغییرات هیدرید
پست بعدی: مقدمه ای بر واکنش های جانشینی رادیکال های آزاد