9.9
水与炔烃的加成反应可通过两种互补的途径进行,即酸催化水合反应和硼氢化-氧化反应。
请记住,末端炔烃的酸催化水合反应遵循马尔科夫尼科夫区域选择性,生成甲基酮。
相比之下,末端炔烃的硼氢化-氧化反应以反马氏规则的区域选择性生成醛。
例如,将硼烷加入丙炔,随后在氢氧化钠存在下用过氧化氢氧化,会生成一种烯醇,该烯醇重排为稳定的羰基化合物,最终生成丙醛作为产物。
硼氢化反应机理始于硼烷对碳-碳三键的协同顺式加成,生成烯基硼烷。在末端炔烃中,该加成具有区域选择性,硼原子加成到三键中取代较少的碳原子上。
三个连续的氢硼化步骤最终将硼烷转化为三烯基硼烷。
接下来,三烯基硼烷在碱性过氧化氢存在下发生氧化反应,生成烯醇。
最后一步是将烯醇互变异构为稳定的醛。
尽管其机理与烯烃相似,但在硼氢化步骤中存在一个关键差异。
与烯烃不同,炔烃具有两个同样适合与 BH3 发生反应的 π 键。因此,由 BH3 第一次加成生成的烯基硼烷可以进一步发生第二次氢硼化反应。
与内炔烃相比,端炔的空间位阻较小,因此更容易发生第二次 BH3 加成反应。
然而,通过使用位阻较大的二取代硼烷(例如二-仲-异戊基硼烷),其中支链烷基取代基取代了 BH3 中的两个氢原子,即可避免这一问题。
在这些条件下,第一次硼氢化反应会形成一种空间位阻较大的烯基硼烷,难以发生进一步加成,从而促进末端炔烃转化为醛。
与酸催化水合反应类似,内炔烃的硼氢化-氧化反应生成酮作为最终产物。对称的内炔烃得到单一的酮产物,而不对称的炔烃则生成混合的酮产物。