Qoʻshish reaksiyalari uchun ikki yoki undan ortiq boshlangʻich mahsulotdan bitta kimyoviy birikma hosil boʻlishi xarakterlidir. Elektrofil qo'shilish mexanizmini alkenlar - bitta qo'sh bog'li to'yinmagan asiklik uglevodorodlar misolida ko'rib chiqish qulay. Ularga qo'shimcha ravishda bir nechta bog'lanishga ega bo'lgan boshqa uglevodorodlar, shu jumladan tsikliklar ham bunday transformatsiyalarga kiradi.
Dastlabki molekulalarning o'zaro ta'sir bosqichlari
Elektrofil qo'shilish bir necha bosqichda amalga oshiriladi. Ijobiy zaryadga ega bo'lgan elektrofil elektron qabul qiluvchi, alken molekulasining qo'sh bog'i esa elektron donor vazifasini bajaradi. Har ikkala birikma dastlab beqaror p-kompleks hosil qiladi. Keyin p-kompleksning t-kompleksga aylanishi boshlanadi. Ushbu bosqichda karbokatning shakllanishi va uning barqarorligi bir butun sifatida o'zaro ta'sir tezligini belgilaydi. Keyin karbokation qisman manfiy zaryadlangan nukleofil bilan tez reaksiyaga kirishaditransformatsiyaning yakuniy mahsuloti.
Oʻrinbosarlarning reaksiya tezligiga taʼsiri
Karbokatatsiyadagi zaryadning (th+) delokalizatsiyasi dastlabki molekulaning tuzilishiga bog’liq. Alkil guruhi tomonidan ko'rsatilgan ijobiy induktiv ta'sir qo'shni uglerod atomining zaryadini pasayishiga olib keladi. Natijada, elektron beruvchi o'rinbosar bo'lgan molekulada kationning nisbiy barqarorligi, p-bog'ning elektron zichligi va umuman molekulaning reaktivligi ortadi. Elektron qabul qiluvchilarning reaktivlikka ta'siri aksincha bo'ladi.
Galogen biriktirma mexanizmi
Alken va galogenning oʻzaro taʼsiri misolida elektrofil qoʻshilish reaksiyasi mexanizmini batafsil tahlil qilaylik.
- Galogen molekulasi uglerod atomlari orasidagi qoʻsh aloqaga yaqinlashadi va qutblanadi. Molekulaning bir uchida qisman musbat zaryad boʻlganligi sababli galogen p bogʻlanish elektronlarini oʻziga tortadi. Shunday qilib beqaror p-kompleks hosil bo'ladi.
- Keyingi bosqichda elektrofil zarracha ikkita uglerod atomi bilan birlashib, sikl hosil qiladi. Tsiklik "onium" ioni paydo bo'ladi.
- Qolgan zaryadlangan galogen zarracha (musbat zaryadlangan nukleofil) onium ioni bilan oʻzaro taʼsir qiladi va oldingi halogen zarrachaning qarama-qarshi tomonida qoʻshiladi. Yakuniy mahsulot paydo bo'ladi - trans-1, 2-dihaloalkan. Xuddi shunday, sikloalkenga halogen qo'shilishi sodir bo'ladi.
Hidrogal kislotalarning qo'shilish mexanizmi
Galogen vodorod va sulfat kislotaning elektrofil qoʻshilish reaksiyalari turlicha boradi. Kislotali muhitda reaktiv kation va anionga ajraladi. Ijobiy zaryadlangan ion (elektrofil) p-bog'iga hujum qiladi, uglerod atomlaridan biriga ulanadi. Qo'shni uglerod atomi musbat zaryadlangan karbokation hosil bo'ladi. Keyinchalik, karbokat anion bilan reaksiyaga kirishib, reaksiyaning yakuniy mahsulotini hosil qiladi.
Asimmetrik reagentlar va Markovnikov qoidasi oʻrtasidagi reaksiya yoʻnalishi
Ikki assimetrik molekula orasidagi elektrofil qoʻshilish regioselektiv tarzda davom etadi. Bu ikkita mumkin bo'lgan izomerlardan faqat bittasi asosan hosil bo'lishini anglatadi. Regioselektivlik Markovnikov qoidasini tavsiflaydi, unga ko'ra vodorod ko'p miqdordagi boshqa vodorod atomlari (ko'proq vodorodlangan) bilan bog'langan uglerod atomiga biriktiriladi.
Ushbu qoidaning mohiyatini tushunish uchun reaktsiya tezligi oraliq karbokatsiyaning barqarorligiga bog'liqligini yodda tutish kerak. Elektron beruvchi va qabul qiluvchi o'rinbosarlarning ta'siri yuqorida muhokama qilingan. Shunday qilib, gidrobromik kislotaning propenga elektrofil qo'shilishi 2-bromopropan hosil bo'lishiga olib keladi. Markaziy uglerod atomida musbat zaryadga ega bo'lgan oraliq kation tashqi atomda musbat zaryadga ega bo'lgan karbokationga qaraganda barqarorroqdir. Natijada, brom atomi ikkinchi uglerod atomi bilan o'zaro ta'sir qiladi.
Elektron tortib oluvchi oʻrinbosarning oʻzaro taʼsir jarayoniga taʼsiri
Agar asosiy molekulada manfiy induktiv va/yoki mezomer ta'sirga ega bo'lgan elektron tortib oluvchi o'rinbosar bo'lsa, elektrofil qo'shilish yuqoridagi qoidaga zid keladi. Bunday o'rinbosarlarga misollar: CF3, COOH, CN. Bunday holda, musbat zaryadning elektronni tortib oluvchi guruhdan uzoqroq masofasi birlamchi karbokatatsiyani barqaror qiladi. Natijada vodorod kamroq vodorodlangan uglerod atomi bilan birlashadi.
Qoidaning universal versiyasi quyidagicha ko'rinadi: nosimmetrik alken va nosimmetrik reagent o'zaro ta'sirlashganda, reaksiya eng barqaror karbokatsiya hosil bo'lish yo'li bo'ylab boradi.
