Электрафільнага далучэнне ў арганічнай хіміі

Для рэакцый далучэння характэрна адукацыя аднаго хімічнага злучэння з двух або большай колькасці зыходных прадуктаў. Разглядаць механізм электрафільнага далучэння зручна на прыкладзе алкена - непредельных ацыклічных вуглевадародаў з адной двайной сувяззю. Акрамя іх, у такія ператварэння ўступаюць іншыя вуглевадароды з кратнымі сувязямі, у тым ліку цыклічныя.

Этапы ўзаемадзеяння зыходных малекул

Электрафільнага далучэнне праходзіць у некалькі этапаў. Электрофил, які мае станоўчы зарад, выступае ў ролі акцептора электронаў, а падвойная сувязь малекулы алкена - у ролі донара электронаў. Абодва злучэння спачатку ўтвараюць нестабільны п-комплекс. Затым пачынаецца ператварэнне π-комплексу ў ϭ-комплекс. Адукацыя карбокатиона на гэтым этапе і яго ўстойлівасць вызначаюць хуткасць ўзаемадзеяння ў цэлым. Пасля гэтага карбокатион хутка ўзаемадзейнічае з часткова адмоўна зараджаным нуклеофилом, і ўтворыцца канчатковы прадукт ператварэння.

Ўплыў намеснікаў на хуткасць рэакцыі

Делокализация зарада (ϭ +) у карбокатионе залежыць ад будынка зыходнай малекулы. Станоўчы індуктыўны эфект, які праяўляе алкильная група, прыводзіць да паніжэння зарада суседняга вугляроднага атама. У выніку гэтага ў малекуле з электронодонорным намеснікам павышаецца адносная стабільнасць катыёну, электронная шчыльнасць π-сувязі і рэакцыйная здольнасць малекулы ў цэлым. Ўплыў электроноакцепторов на рэакцыйную здольнасць будзе процілеглым.

Механізм далучэння галагенаў

Разбяром больш падрабязна механізм рэакцыі электрафільнага далучэння на прыкладзе ўзаемадзеяння алкена і галаген.

1. Малекула галаген збліжаецца з двайны сувяззю паміж вугляроднымі атамамі і палярызуецца. За кошт часткова станоўчага зарада на адным з канцоў малекулы галаген адцягвае на сябе электроны π-сувязі. Так адбываецца фарміраванне няўстойлівага π-комплексу.
2. На наступным этапе электрафільнага часціца злучаецца з двума атамамі вугляроду, утвараючы цыкл. З'яўляецца цыклічны «ониевый» іён.
3. Астатняя зараджаная часціца галаген (станоўча зараджаны нуклеофил) узаемадзейнічае з ониевым іёнам і далучаецца з процілеглага боку ад папярэдняй часціцы галаген. З'яўляецца канчатковы прадукт - транс-1,2-дигалогеналкан. Аналагічна адбываецца далучэнне галаген да циклоалкену.

Механізм далучэння галогеноводородных кіслот

Рэакцыі электрафільнага далучэння галогеноводородов і сернай кіслаты працякаюць інакш. У кіслай асяроддзі адбываецца дысацыяцыя рэагента на катыён і аніёны. Станоўча зараджаны іён (электрофил) атакуе π-сувязь, злучаецца з адным з вугляродных атамаў. Утворыцца карбокатион, у якім суседні вугляродны атам зараджаецца станоўча. Далей карбокатион рэагуе з аніёнам, фарміруючы канчатковы прадукт рэакцыі.

Кірунак рэакцыі паміж асіметрычнымі рэагентамі і правіла Марковникова

Электрафільнага далучэнне паміж двума несіметрычнымі малекуламі працякае региоселективно. Гэта значыць, што з двух магчымых ізамерыя пераважна утвараецца толькі адзін. Региоселективность апісвае правіла Марковникова, згодна з якім вадарод далучаецца да вугляроднага атаму, злучэнне з вялікай колькасцю іншых атамаў вадароду (да больш гидрогенизированному).

Каб зразумець сутнасць гэтага правіла, трэба ўспомніць аб тым, што хуткасць рэакцыі залежыць ад устойлівасці прамежкавага карбокатиона. Пра ўплыў электронодонорных і акцэптарных намеснікаў гаварылася вышэй. Так, электрафільнага далучэнне бромоводородной кіслаты да пропену прывядзе да адукацыі 2-бромпропана. Прамежкавы катыён з станоўчым зарадам на цэнтральным вугляродным атаме ўстойлівей карбокатиона з станоўчым зарадам на крайнім атаме. У выніку атам брому ўзаемадзейнічае з другім атамам вугляроду.

Ўплыў электроноакцепторного намесніка на ход ўзаемадзеяння

Калі зыходная малекула змяшчае электроноакцепторный намеснік, які валодае адмоўным індуктыўным і / або мезомерным эфектам, электрафільнага далучэнне ідзе супраць вышэйапісанага правілы. Прыклады такіх намеснікаў: CF _3, COOH, CN. У гэтым выпадку вялікая аддаленасць станоўчага зарада ад электроноакцепторной групы робіць першасны карбокатион больш стабільным. У выніку вадарод злучаецца з менш гидрогенизированным вугляродным атамам.

Універсальны варыянт правілы будзе выглядаць так: пры ўзаемадзеянні несіметрычнага алкена і несіметрычнага рэагента рэакцыя працякае па шляху адукацыі найбольш ўстойлівага карбокатиона.