烯烃的反应
加成反应:消去的反义词
最后更新:2022年11月17日|
加成反应烯烃
在之前的系列中,我们已经讨论过酸碱反应,亲核取代反应,消除反应.这代表了三个四种最重要的反应类型一个典型的Org 1课程。
到目前为止,这些反应的共同之处在于它们都以a开头路易斯碱(我们称之为“基础”或“亲核试剂,这取决于它是攻击氢还是碳),将一个孤对捐给一个原子亲电试剂(氢或碳)。
在本系列文章中,我们将介绍第四大类反应,加成反应。正如我们将看到的,这类反应的不同之处在于,一个双键(更具体地说,是π键)将充当电子对供体。
换句话说,我们会看到的π键也可以是亲核试剂!
此外,根据π键的定义,π键跨越两个碳,我们将看到这类反应将对产物的性质(分别为“区域选择性”和“立体选择性”)产生有趣的影响,我们将在后续文章中介绍。
我们开始吧,好吗?
目录
1.烯烃的三种反应——不要担心“为什么”,只关注形成和断裂的化学键
我一直认为,在我们讨论“为什么”或“如何”之前,描述“是什么”是很重要的。在我们理解某件事如何或为什么发生之前,重要的是能够识别基本模式。一如既往,这将来自什么实验观察告诉我们的。
让我们来看一个可以追溯到140多年前的实验观察。19世纪60年代末,俄国化学家弗拉基米尔•马氏提出以下意见:烯烃经氢溴酸处理后形成烷基陈词滥调。
注意这里成键和断键的模式:我们破坏了C-C π键,在相邻的碳上形成了C-Br和C-H键。
这是另一个例子。19世纪晚期,法国化学家保罗·萨巴蒂尔发现了它烯烃都是用氢气在细小的镍的存在下处理,会发生以下反应:
萨巴蒂尔因这一反应的发展而获得了1912年的诺贝尔化学奖,随后人们发现,除了镍之外,这种反应还发生在许多不同种类的金属催化剂上,包括钯、铂和许多其他“晚期”金属。
再一次,注意这个模式:破坏一个C-C π键,在相邻的碳上形成两个C-H键。现在不要太担心破折号和楔子——我们很快就会得到以后的帖子]。
这是最后一个例子。如果你用烯烃(如环己烷),并加入元素(液体)溴,发生如下反应:
2.所有这些反应的关键模式是它们破坏了碳碳π键,并在相邻碳上形成两个单键(与消去键完全相反)。
同样,注意打破模式的C-C π[和Br-Br],并在相邻的碳上形成C-Br键。[我们将处理破折号和楔子后续帖子-暂时忽略它们是可以的]。
如果你的记忆力很好,你可能会注意到这个模式出奇地熟悉。如果我们回到档案中,我们看到了一种完全符合这种模式的反应....但反过来!是我们的老朋友消去反应!
[我把“强碱”留在这里作为通用的,但一个典型的例子是NaOCH3.或NaOCH2CH3.]
正如我们之前所看到的,消去反应包括破坏相邻碳上的两个单键,形成一个新的C-C π键。注意这两种反应(加减反应)是如何得到完全相反的结果的。
3.加成反应的一般模式
我们甚至可以把这些模式推广到氢氧br这个特定的例子之外。同样地,对于加成反应,一般的模式是这样的:
我们会看到,除了这3个加成反应,还有很多很多加成反应的例子。但它们都遵循相同的基本模式。我们总是会破坏C-C π键我们总是会形成两个新的单键。
4.摘要:加成反应的一般模式
然而,我们仍然有很多谜团:例如,在第一个例子中,你注意到Br加到了取代量最大的碳上吗?第二个呢,两个氢加到了同一侧烯烃,但在第三种情况下,溴加入到相反的位置?我们将在后续文章中更详细地讨论这些模式。
在下一篇文章:加成反应-区域选择性
这太棒了!
我不明白的是为什么你可以通过水的消除反应来得到双键(由H2SO4催化,E1机制),但你也可以在酸性条件下把水加到烯烃上。我不明白在相同的条件下你怎么得到两个不同的结果。
这是一个平衡。这取决于相对于烯烃的水浓度是高的(加成)还是在形成的过程中积极地吸收水,使水脱离平衡(消除)跟着勒夏特列。