9: Реакції алкенів
- Page ID
- 22809
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Цілі навчання
Прочитавши цю главу і виконавши ВСІ вправи, учень може мати можливість
- намалюйте загальний механізм електрофільної реакції додавання (EAR) для алкену - див. Розділ 9.1
- прогнозувати продукти/вказати реагенти для EAR водневих кислот (HX) з симетричними алкенами - див. Розділ 9.2
- прогнозувати продукти/вказати реагенти для EAR водневих кислот (HX) з асиметричними алкенами за Правилом Марковникова щодо регіоселективності - див.
- застосовувати принципи регіоселективності і стереоселективності до реакцій приєднання алкенів - зверніться до розділів 9.3 - 9.14
- прогнозувати продукти, вказати реагенти та розрізнити найбільш ефективну реакцію на гідратацію алкенів (кислотна каталізована гідратація; або оксимерція/демеркурація; або гідроборація/окислення) - див. розділи 9.4, 9.5 і 9.6 відповідно
- розрізнити стереохімічні відмінності між EAR хіральних і ахіральних алкенів - зверніться до розділів 9.7 і 9.8
- прогнозувати продукти/вказати реагенти для галогенізації і гідрогалогенізації алкенів - див. розділи 9.9 і 9.10 відповідно
- розпізнавати органічні реакції окислення і відновлення - див. Розділи 9.11 і 9.12
- прогнозувати продукти/вказати реагенти для гідрування (відновлення) алкенів - див. Розділ 9.11
- передбачити продукти/вказати реагенти для епоксидування алкенів - див. Розділ 9.12
- прогнозувати продукти/вказати реагенти для дигідроксилювання алкенів - див. Розділи 9.13 і 9.14
- передбачити продукти/вказати реагенти для окислювального розщеплення алкенів - див. Розділ 9.15
- передбачити продукти карбенових добавок до алкенів - див. Розділ 9.16
- передбачити полімер/вказати мономер для радикальних, ланцюгових ростових полімерів алкенів - див. розділ 9.17
- обговорити приклад біологічних реакцій приєднання - зверніться до розділу 9.18
- 9.1: Електрофільні реакції приєднання (EAR)
- Електрофільні реакції приєднання можуть відбуватися в сполуках, що містять pi зв'язки, такі як алкени. Залежно від структури алкена і специфічних реагентів реакції можуть бути регіоселективними і/або стереоселективними.
- 9.2: Додавання галогенідів водню до симетричних алкенів
- Регіоселективна реакція подвійного зв'язку вуглецево-вуглецевого в алкенах з гідрогалогенами (HX) є контрольованою карбокаційною стабільністю. Отже, симетрія алкена повинна розглядатися для цього механістичного шляху.
- 9.3: Алкенова асиметрія і правило Марковникова
- Регіоселективність реакцій електрофільного приєднання визначається карбокаційною стабільністю і узагальнена Правилом Марковникова.
- 9.4: Гідратація- каталізоване кислотою додавання води
- Електрофільна гідратація - це акт додавання електрофільного водню з ненуклеофільної сильної кислоти (багаторазового каталізатора, приклади якого включають сірчану та фосфорну кислоту) та застосування відповідних температур для розриву подвійного зв'язку алкена. Після утворення карбокатіону вода зв'язується з карбокатом, утворюючи на алкані спирт 1º, 2º або 3º.
- 9.5: Гідратація - оксимерація-демеркурація
- Оксимеркурація - це стереоспецифічна, регіоселективна реакція електрофільного приєднання, оскільки немає карбокатних перебудов через стабілізацію реактивного проміжного продукту. Продукція Марковникова надійно синтезується цим шляхом.
- 9.6: Гідратація - Гідроборація-Окислення
- Гідроборація-окислення алкенів було дуже цінним лабораторним методом стереоселективності та регіоселективності алкенів, які є немарковниківськими продуктами для гідратації алкенів.
- 9.7: Стереохімія реакцій - гідратація ахіральних алкенів
- Для ахіральних алкенів симетрична тригональна планарна геометрія карбокатіону призводить до еквівалентного синтезу як R, так і S продуктів, що дають рацемічний (50/50).
- 9.8: Стереохімія реакцій - гідратація хіральних алкенів
- Хіральні алкени утворюють продукти електрофільного додавання в не співвідношеннях 50:50 через відмінності в стеричних ефектах між енантіомерними вихідними матеріалами.
- 9.9: Додавання галогенів
- Галогени можуть діяти як електрофіли завдяки поляризуваності їх ковалентного зв'язку і реагувати з pi зв'язком алкенів. Цей електрофільний механізм додавання є стереоспецифічним. Орієнтація електрофілу під час стереоспецифічної реакції електрофільного приєднання визначатиме стереохімію продукту (ів).
- 9.10: Освіта галогідринів
- Коли реакція галогенізації алкенів виконується в нуклеофільному розчиннику, такому як вода або спирт, то розчинник стає нуклеофілом, щоб дати галогідрин або галоалкоксипродукти.
- 9.11: Зниження алкенів - каталітичне гідрування
- Каталітичне гідрування подвійного зв'язку вуглець-вуглецевий є реакцією відновлення. Алкенова орієнтація, необхідна для взаємодії з поверхнею каталізатора, означає, що t його реакція є стереоспецифічною.
- 9.12: Окислення алкенів - епоксидування
- Вводиться окислення алкенів і обговорюється епоксидування алкенів.
- 9.13: Дигідроксилювання алкенів
- Алкени можуть реагувати на отримання гліколів (двох суміжних гідроксильних груп) через механізм анти- або син-додавання, який є стереоспецифічним.
- 9.14: Відкриття епоксидів - кислотні проти основних умов
- Реакції відкриття кільця можуть протікати або SN2, або SN1 механізмами, в залежності від природи епоксиду і від умов реакції.
- 9.15: Окислювальне розщеплення алкенів
- Окислювальне розщеплення алкенів може відбуватися декількома різними шляхами. Найбільш поширені реагенти і шляхи розглянуті в цьому розділі.
- 9.16: Додавання карбенів до алкенів - синтез циклопропану
- Карбен, такий як метліен, реагуватиме з алкеном, що розриває зв'язок пі, утворюючи циклопропан. Оскільки метилен відрізняється високою реакційною реакцією, його готують in situ безпосередньо перед додаванням алкену.
- 9.17: Радикальна полімеризація ланцюгового росту
- Всі мономери, з яких виготовляються додаткові полімери, є алкенами або функціонально заміщеними алкенами. Пояснено механізм вільних радикалів для ланцюгового росту полімерів.
- 9.18: Біологічні доповнення радикалів до алкенів
- Вводяться деякі електрофільні реакції приєднання, що протікають в природі і роль ферментів в таких процесах.
- 9.19: Додаткові вправи
- Цей розділ містить додаткові вправи для ключових цілей навчання цієї глави.
- 9.20: Рішення додаткових вправ
- У цьому розділі є рішення додаткових вправ з попереднього розділу.