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烯烃中HBr的加入

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描述:治疗烯烃用氢溴酸会导致形成烷基陈词滥调。

注:这是一个加成反应.注意,溴总是在取代度更高的碳上烯烃Markovnikoff选择性)

例子:

HBr加到烯烃上的例子

注:前两个例子展示了一个简单的添加HBr的过程马氏产品。在第三个例子中马氏规则的像没有明确的偏好,因此得到一种混合物。第五个例子给出了非对映异构体的混合物,因为在整个烯烃不会影响初始(R)立体化学。最后(第六个)例子给出一个主导产物,尽管是相同的取代,因为共振稳定的碳正离子的形成将是有利的!

当一个仲碳正离子在叔碳或季碳附近形成时,重排是可能的。更多示例请参见以下页面:

机制:来自C1-C2 π键的电子攻击HBr的氢,排出溴离子,形成碳正离子(步骤1,箭头a和B)。注意,碳正离子优先形成在C2(仲碳)上,而不是C1(仲碳)上,因为仲碳正离子更稳定。然后溴离子攻击碳正离子,导致形成烷基溴化(第二步,箭头C)

注:由于碳正离子是平面的,溴离子没有首选的攻击方向。如果有可能形成立体中心,就会得到立体异构体的混合物。

重组:当次级(或初级)碳正离子形成时挨着一个取代度更高的碳,相邻的氢原子或烷基群体可以移位,从而形成一个更稳定的碳正离子

反应的第一步是碳正离子的形成。这里,碳正离子的形成是通过烯烃在H-Br上显示。(步骤1,箭头A和B)。因为我们有一个仲碳正离子和一个叔碳相邻,把一个氢移到仲碳正离子上,会得到一个(更稳定的)叔碳正离子(步骤2,箭头C)。在这种情况下,叔碳正离子被Br(-)捕获(步骤3,箭头D)。重排步骤经过如图所示的过渡态。

附加示例(高级):如果分子中含有相邻的立体中心,那么对碳正离子的两个攻击方向就不再具有相等的能量,就会得到非对映体的混合物。在本例中,溴离子在碳正离子受阻较少的“顶面”上的攻击是有利的,并且将得到产物(非对映体)的混合物。

重排也会发生。看到伴随着1,2-氢化物移位的烯烃加成

测试你自己!

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(高级)参考资料和进一步阅读:

  1. 早期例子
    溴化氢与1,2-二甲基环己烯加成的立体化学
    乔治·s·哈蒙德和托马斯·d·内维特
    美国化学学会杂志1954 76 (16),4121-4123
    DOI:10.1021 / ja01645a020
    乔治·哈蒙德(Hammond 's Postulate)教授50年代关于HBr与1,2-二甲基环己烷加成机理的早期论文。他更喜欢一种协调的途径,尽管这可能是由于他所使用的条件-在戊烷中,一种非常非极性的溶剂,极性中间产物是不受欢迎的。
  2. 机械的研究
    氢氯化反应的环己烯在醋酸中。动力学和产物研究
    罗伯特·c·费伊,迈克尔·w·莫纳汉和c·艾伦·麦克弗森
    美国化学学会杂志1970 92 (9),2810-2815
    DOI:10.1021 / ja00712a034
    详细的动力学研究了盐酸的加入环己烯在醋酸中,讨论了一种可能的三阶机理(速率=k环己烯] [h]2).
  3. 实验的程序
    SPIROANNELATION的烯醇硅烷:2-OXO-5-METHOXYSPlRO[5.4]癸烷

    李,t.v.;波特,j.r.。Org。Synth。199572, 189年
    DOI:10.15227 / orgsyn.072.0189
    在上述过程中的第一个反应包括两个步骤-添加HBr跨双键和转化变成二甲基缩醛


现实生活中的例子:

Org。Synth, 1938, 18,47

DOI链接:10.15227/orgsyn.018.0047

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Org。Synth, 1940, 20,64

DOI链接:10.15227/orgsyn.020.0064

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评论

评论部分

34个关于"烯烃中HBr的加入

  1. 这真的和市面上的任何东西一样好——我认为它整齐的包装方式使它比其他的更好。我昨天刚成为会员——所以如果这是一个经常被问到的新孩子的问题,我很抱歉——但是有一种干净的方式来打印这些吗?我填写空白表机制在有机化学作为第二语言,我想把这些打印出来,这样我可以学习来自我复制的笔记和反应本指南,以确保我拥有一切,但印刷它从源这样需要大量的页面,因为它不仅打印出所有的文本和图片的机制(如印刷这个短的反应是9页)。如果没有,没关系,谢谢你的辛勤工作。

  2. 这和这个视频并不是完全相关,而是关于烯烃的一般主题。为什么3-甲基-2-丁烯比2-甲基-1-丁烯更活泼?

  3. 嗨,我想知道这里没有提到,但随着产品的立体化学形成。机理中的哪一步决定了产物的立体化学?我好像想不出来,S,它和碳正离子中间体的形成有关吗?

    1. 在机理中有两个步骤决定立体化学。

      在第一步中,烯烃可以从它的两个面之一攻击H+。如果这个过程产生了一个手性中心,那么这一步就决定了这个碳是R还是S。
      在第二步中,平面碳正离子可以被溴亲核试剂从两侧攻击。如果这一步会产生一个手性中心,那么这一步将决定这个碳是R还是S。
      所以如果有两个新的手性中心形成,就有可能有4个新产物!(谢天谢地,情况并非总是如此)。

    1. 是的,但你不会真正看到结果,因为它会使环质子化(形成C-H),然后打破C-H,重新形成芳香族化合物。所以看起来好像没有反应发生。
      但是如果使用D- br芳香环上的H会缓慢地交换成D。

  4. 假设有一个3-甲基环戊烯和HBr反应。它如何生成1-溴-1-甲基环戊烷?(溴离子变成了甲基的双键)

  5. 你好,先生,有用的信息。
    你能告诉我,如果有OH基团和双键之间的选择,HBr会加入双键还是质子化OH基团?

    1. 质子转移到氢氧根上通常比加入双键要快。然而,这是一个平衡状态。如果你的分子中同时含有一个醇和一个烯烃,我会仔细检查,以确保你不会在分子内形成一个5或6元环,1)通过双键添加HBr, 2) OH对产生的碳正离子的攻击。
      另一种选择是,质子化的OH以OH2的形式离开,形成一个新的碳正离子,然后被一个双键作为亲核试剂攻击。这取决于你的分子。

  6. 这是关于“额外的例子(高级)”:我不确定在a碳正离子上使用空间结构来预测哪个非对映体是有利的是否合理。即使你像你的答案所要求的那样处于动力学控制之下,根据它攻击的环的一侧,还有空间效应之外的考虑,比如在过渡状态下发展的扭转应变可以胜过“环的同一侧”空间效应。

    最后,裸烯烃和HX通常遵循一个关于HX的二阶速率方程。因此,亲核试剂通常被传递到与H+相反的方向,因为发展中的碳正离子在形成时立即被捕获。

    最后一个想法:作为一个有机化学教授,试图让学生们理解“选择性与反应性”,以及碳正离子是高度反应性的中间产物,我认为最好(也更正确)注意到,形成的非对映体的混合物不会是50/50(因为它们的能量不同)。

    1. 对于自由基途径,自由基途径只对HBr有利。很少观察到HCl的自由基加成。这里有一个例子:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00879a034
      原因是HCl键太强(103千卡/摩尔),不容易被加入HCl后形成的烷基自由基破坏-典型的二级C-H键约为96千卡/摩尔,因此反应在热力学上是向上的。
      对于HI,问题是C-C π键(60千卡/摩尔)比C-I键(50千卡/摩尔)弱,因此没有发生加成反应的驱动力。
      HF和HCl有同样的问题,但更严重的是,HF键非常强。即使你制造了F•自由基,它也几乎不可能被控制。
      综上所述,哈佛br在这个过程中处于“适居区”。C-Br键(66千卡/摩尔)比C-C π键(60千卡/摩尔)更强,便于添加,C-H键(96千卡/摩尔,一个仲碳)比H-Br键(87千卡/摩尔)更强,这意味着C-H的提取将在热力学上下降。
      这里的粘结强度:https://labs.chem.ucsb.edu/zakarian/armen/11-bonddissociationenergy.pdf

  7. 先生,如果在ccl4中使用hbr,会改变加成反应机制吗??ccl4在这里实际上扮演什么角色?

    1. 只是一种非极性有机溶剂。它不会改变反应机制。虽然你也想确保你没有看到“光”或“过氧化物”,因为这将表明你在进行自由基在烯烃上的HBr加成,这“确实”涉及到一个不同的机制。

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