İlave reaksiyonları için, iki veya daha fazla başlangıç ürününden bir kimyasal bileşik oluşumu karakteristiktir. Alkenler - bir çift bağ ile doymamış asiklik hidrokarbonlar örneğini kullanarak elektrofilik ekleme mekanizmasını düşünmek uygundur. Bunlara ek olarak, siklik olanlar da dahil olmak üzere çoklu bağa sahip diğer hidrokarbonlar bu tür dönüşümlere girer.
Başlangıç moleküllerinin etkileşim adımları
Elektrofilik ekleme birkaç aşamada gerçekleşir. Pozitif yüke sahip olan elektrofil elektron alıcısı, alken molekülünün çift bağı ise elektron vericisi olarak görev yapar. Her iki bileşik de başlangıçta kararsız bir p kompleksi oluşturur. Daha sonra π kompleksinin ϭ kompleksine dönüşümü başlar. Bu aşamada bir karbokasyonun oluşumu ve stabilitesi, bir bütün olarak etkileşim oranını belirler. Karbokasyon daha sonra oluşturmak üzere kısmen negatif yüklü nükleofil ile hızla reaksiyona girer.dönüşümün son ürünü.
İkame edicilerin reaksiyon hızı üzerindeki etkisi
Karbokasyondaki yükün (ϭ+) delokalizasyonu orijinal molekülün yapısına bağlıdır. Alkil grubu tarafından sergilenen pozitif endüktif etki, bitişik karbon atomunun yükünde bir azalmaya yol açar. Sonuç olarak, elektron veren bir ikame ediciye sahip bir molekülde, katyonun nispi kararlılığı, π-bağının elektron yoğunluğu ve bir bütün olarak molekülün reaktivitesi artar. Elektron alıcılarının reaktivite üzerindeki etkisi tam tersi olacaktır.
Halojen bağlantı mekanizması
Bir alken ve bir halojenin etkileşimi örneğini kullanarak elektrofilik ekleme reaksiyonunun mekanizmasını daha ayrıntılı olarak analiz edelim.
- Halojen molekülü karbon atomları arasındaki çift bağa yaklaşır ve polarize olur. Molekülün bir ucundaki kısmen pozitif yük nedeniyle, halojen π bağının elektronlarını kendisine doğru çeker. Kararsız bir π kompleksi bu şekilde oluşur.
- Bir sonraki adımda, elektrofilik parçacık iki karbon atomuyla birleşerek bir döngü oluşturur. Döngüsel bir "onyum" iyonu belirir.
- Kalan yüklü halojen partikülü (pozitif yüklü nükleofil) onyum iyonu ile etkileşime girer ve önceki halojen partikülünün karşı tarafında birleşir. Nihai ürün ortaya çıkıyor - trans-1, 2-dihaloalkan. Benzer şekilde, bir sikloalkene bir halojen eklenmesi gerçekleşir.
Hidrohalik asitlerin eklenme mekanizması
Hidrojen halojenürler ve sülfürik asidin elektrofilik katılma reaksiyonları farklı şekilde ilerler. Asidik bir ortamda, reaktif bir katyon ve bir anyona ayrışır. Pozitif yüklü bir iyon (elektrofil) π-bağına saldırır, karbon atomlarından birine bağlanır. Bitişik karbon atomunun pozitif yüklü olduğu bir karbokasyon oluşur. Daha sonra, karbokasyon anyonla reaksiyona girerek reaksiyonun son ürününü oluşturur.
Asimetrik reaktifler ve Markovnikov kuralı arasındaki reaksiyon yönü
İki asimetrik molekül arasındaki elektrofilik ekleme, bölgesel seçici olarak ilerler. Bu, iki olası izomerden yalnızca birinin ağırlıklı olarak oluşturulduğu anlamına gelir. Bölgesel seçicilik, hidrojenin çok sayıda başka hidrojen atomuna bağlı (daha hidrojenlenmiş) bir karbon atomuna bağlandığı Markovnikov kuralını tanımlar.
Bu kuralın özünü anlamak için, reaksiyon hızının ara karbokasyonun kararlılığına bağlı olduğunu hatırlamanız gerekir. Elektron veren ve kabul eden sübstitüentlerin etkisi yukarıda tartışılmıştır. Bu nedenle, hidrobromik asidin propene elektrofilik ilavesi, 2-bromopropan oluşumuna yol açacaktır. Merkezi karbon atomunda pozitif yüklü bir ara katyon, dış atomda pozitif yüklü bir karbokasyondan daha kararlıdır. Sonuç olarak, brom atomu ikinci karbon atomu ile etkileşime girer.
Elektron çeken bir ikame edicinin etkileşimin seyri üzerindeki etkisi
Ana molekül negatif endüktif ve/veya mezomerik etkiye sahip elektron çeken bir ikame içeriyorsa, elektrofilik ekleme yukarıdaki kurala aykırıdır. Bu tür ikame edicilerin örnekleri: CF3, COOH, CN. Bu durumda, elektron çeken gruptan pozitif yükün daha büyük mesafesi, birincil karbokasyonu daha kararlı hale getirir. Sonuç olarak, hidrojen daha az hidrojenlenmiş karbon atomu ile birleşir.
Kuralın evrensel versiyonu şöyle görünecektir: simetrik olmayan bir alken ve simetrik olmayan bir reaktif etkileşime girdiğinde, reaksiyon en kararlı karbokasyonun oluşum yolu boyunca ilerler.
