Nukleofil addíció
A nukleofil addíció (röviden A N ) ( lásd: nukleofilicitás ) a szerves kémia reakciómechanizmusa , amelyben egy nukleofil ( anion vagy Lewis bázis ) többszörös kötést támad meg . A nukleofilt hozzáadjuk a megtámadott vegyülethez ( addíció ). Nincs atomok vagy atomcsoportok cseréje ( összehasonlítva: szubsztitúcióval ).
Eduktok
Nukleofil
A vegyületek széles választéka alkalmazható nukleofilként. Ezek elektrongazdagok , többnyire szabad elektronpárokat , molekulákat vagy anionokat tartalmaznak ( lásd alább: Példák).
Több kötvény
A nukleofil addíciók többféle kötés különböző típusain történhetnek:
- Hozzáadás a C = C kettős kötésekhez
- Hozzáadás a C≡C hármas kötésekhez
- Amellett, hogy a konjugált CC többszörös kötést
- CX több kötés kiegészítése
A reakció menete
A nukleofil hozzáadását általában termodinamikailag ellenőrzik; a nukleofil úgy kapcsolódik a többszörös kötéshez, hogy a lehető legstabilabb anion alakuljon ki (hasonlítsa össze a Markovnikov-szabály indokolását ). Abban az esetben, C- X többszörös kötések, stabilizáció bekövetkezik a heteroatomok magukat, abban az esetben helyettesített CC többszörös kötések révén induktív hatások a szubsztituensek , de különösen a szubsztituensek a -M hatást . Mivel ezek a szubsztituensek egyidejűleg pozitívan befolyásolják a kettős kötés távolabbi szénatomját, az addíció kinetikailag is előnyös.
Nukleofil addíció a CC többszörös kötéseihez
Ennek a reakciónak az első lépése a nukleofil támadása, hogy karbaniont képezzen :
A második lépésben a karbanion elektron-akceptorral , általában protonnal reagál :
A karbanion képződését erősen előnyben részesítjük, ha a szubsztituensek a mezomerizmus révén stabilizálni tudják. Ezután Michael- addícióról beszélünk, ahol a nukleofil egy CH-savas vegyület anionja .
Nukleofil addíció a CX többszörös kötésekhez
A CX többszörös kötések a következő atomcsoportokban fordulnak elő:
Itt egy nukleofil megtámadhatja a CX többszörös kötés szénjét. A másik lehetőség az, hogy először az elektront kivonó heteroatom protonálódik egy upstream egyensúlyban , majd a nukleofil a szénhez kötődik.
Példák
Nukleofil addíció a CC többszörös kötéseihez
- Ammónia vagy aminok hozzáadása
- Hidrogén-cianid hozzáadása
- Michael kiegészítés
Nukleofil addíció a CX többszörös kötésekhez
A CX többszörös kötések egyes nukleofil addíciói a támadó nukleofil alapján csoportokra oszthatók:
Nitrogén mint nukleofil
- Hozzáadása primer aminok: Ez a reakció vezet egy vegyület, amely megfelel egy hemiacetál (hemiaminált), amely alakítja át egy azometin egy ezt követő reakcióban a víz eliminálásával .
- Szekunder aminok hozzáadása: Ez a reakció végül enaminhoz vezet .
- Hidrazin hozzáadása
- Hidroxil-amin hozzáadása
- Mannich reakció
A kén mint nukleofil
- Merkaptális képződés
- Biszulfit-adagolás
Karbanionos szén, mint nukleofil
- Aldol reakció
- Benzoin hozzáadása
- Cianohidrin szintézise
- Knoevenagel kondenzáció
- Perkin reakciója
- Reformatzki reakció
- Stobbe kondenzáció
- Az aminosavak Strecker szintézise
- Wittig reakció
Egyéni bizonyíték
- ^ Benno Krieg, Christoph Janiak : Kémia orvosok számára . ISBN 978-3-11-017999-6 ( 259. oldal (nukleofil adalékok aldehidekben és ketonokban) a Google könyvkeresőben).
- ↑ Singh: Haladó szerves kémia: reakciók és mechanizmusok . Pearson, 2004, ISBN 978-81-317-1107-1 ( 193. oldal (nukleofil addíció az alkénekhez és alkinekhez ) a Google könyvkeresőjében).
- ^ Marye Anne Fox, James K. Whitesell: Szerves kémia . ISBN 978-0-7637-2197-8 ( 571ff oldal (nukleofil, addíció vagy helyettesítés karbonilcsoportoknál) a Google könyvkeresőben).
- ↑ Alan R. Katritzky, Stanley M. Roberts, Otto Meth-Cohn, Charles Wayne Rees: Átfogó szerves funkcionális csoport transzformációk . ISBN 978-0-08-042322-7 ( 286. oldal a Google könyvkeresőben).
- ^ A b Alan R. Katritzky: Advances in heterocyclic chemistry, 95. évfolyam . 2008, ISBN 978-0-12-374272-8 ( 70. oldal a Google könyvkeresőben).