烯烃的反应

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箭推和烯烃加成反应

最后更新:2022年11月18日|

绘制电子,将箭头插入烯烃除了反应

上两篇文章是关于一个非常惊人的新概念。不仅孤对能作为亲核试剂....但π键也可以!在这篇文章中,我们试图合理化如何画出描绘这些反应机制的曲线箭头——换句话说,告诉我们哪些化学键形成,哪些化学键断裂的“方向”。

这篇文章是关于试图理解曲线箭头。这可能有点深奥……但深奥就是我们在MOC所做的。

目录

  1. 烯烃可以是亲核试剂!但是我们如何画曲线箭头呢?
  2. 在烯烃加成反应中画曲线箭头的常规方法有点不明确
  3. 修正曲线箭惯例#1:“弹性”箭。
  4. 修正曲线箭头公约#2:“预键”。

1.烯烃可以是亲核试剂!但是我们如何画弯曲的电子推箭呢?

烯烃比人们通常认为的更令人兴奋。这意味着给定一个足够活跃的亲电试剂,它们可以贡献出它们的π电子对来形成一个新的sigma键。

像这样!

烯烃中的PI键可以作为亲核试剂攻击h-cl曲线箭头

然而,这里有一个小问题。看到那个弯曲的箭头了吗?它到底是什么的意思是?如果你没有已知乘积,你能画出它吗,有了这个曲线箭头?

看这里的问题:哪个原子烯烃实际上是和氢成键?当我们处理孤对时,这很简单:原子显然“拥有”它们的孤对,我们可以确切地说出哪个原子与哪个原子成键。与烯烃这是不同的:因为它们“共享”了这对电子,我们必须以某种方式表明哪个原子得到了新原子,而哪个原子作为碳正离子留下了。

2.烯烃加成反应中画电子推弯箭头的常规方法有点模糊

这是传统的做法。如果我们想要展示底部碳成键的过程,通常的方法是画一个这样的环,来展示电子从这个方向成弧线的“路径”。碳在烯烃离氢最近的是连着氢的那个。

在烯烃加成中,曲线箭头表示的是离h键最近的烯烃碳

类似地,如果我们想展示左边的碳成键,我们可以像这样“弧”键:

曲线箭头左边的烯烃形成键曲线向左

这样做的一个问题是:它有点拼凑。曲线箭头符号是有限的,因为我们真正能做的是决定尾巴应该去哪里(显然是π键)和头部应该去哪里(形成新的键)。但是问题是哪个碳形成了化学键还不清楚。

如果说有机化学家最讨厌什么,那就是模棱两可。

给我明确的定义,否则我死定了!

为了解决这个问题,有机化学家们提出了两种可能的解决方案。如果你对这个问题感到困惑,它们值得一看。

3.修正电子推箭惯例#1:“弹性”箭。

一种解决方案是在箭头中添加额外的弹跳,而不是将曲线箭头显示为一个大的扫弧。这里的想法是,我们展示了电子对移动到问题中的碳上,并从那里移动到形成新的sigma键。这里不再含糊不清了。[注1

弹性箭头惯例消除了烯烃加成中的歧义

这解决了模糊问题,但代价是在箭头上增加了一个额外的驼峰。虽然这看起来没什么大不了的,但这种额外的反弹可能是这一惯例没有流行起来的原因。

不管初衷多么好,这样的约定的问题在于人类天生的懒惰倾向:花时间去做始终如一地在箭头上画一个额外的驼峰——即使只花了5秒钟——表示除非绝对必要,否则跳过的额外工作。行为改变是非常困难的。

4.修正曲线箭头公约#2:“预键”。

处理这个问题的另一种方法是在我们的曲线箭头中插入相当于“训练轮”的东西。由于曲线箭头本身模棱两可,为了澄清问题,我们画了一条虚线,它精确地描绘了新键形成的位置。
然后,我们画一个箭头与尾巴电子源(π键)和指向新键的电子头。我们可以把箭头放在虚线上。
这样做的好处是不修改曲线箭头约定本身,只是添加了一个可选的“指南”,使其应用更加清晰。[关于这项技术的应用,我建议查看Peter Wepplo博士的博客,在那里我第一次发现这个习惯用法。

烯烃加成的虚线惯例解决了歧义

如果你对化学反应中电子的运动感到困惑烯烃对于亲电试剂,这些补充约定可能对你们有用。

就我个人而言,尽管传统的曲线箭头有一点含糊不清,但这通常不足以让我停止使用它们。YMMV。

在下一篇文章中,我们将继续我们的定期节目烯烃和碳正离子。

在下一篇文章:添加模式#1 -碳正离子途径


笔记

注1.请看下面的例子:

用于有机机制描述的新弹跳曲线箭头技术
Andrei R. Straumanis和Suzanne M. Ruder
化学教育杂志200986(12), 1389年
DOI10.1021 / ed086p1389

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