알킨을 트랜스 알켄으로 환원: 액체 암모니아의 나트륨

알카인은 용해 금속 환원이라는 반응을 통해 저온에서 액체 암모니아에서 나트륨 또는 리튬과 같은 알칼리 금속을 사용하여 트랜스 알켄으로 환원될 수 있습니다.

알칼리 금속이 액체 암모니아에 용해되면 단일 원자가 전자를 용매로 잃고 용매 전자를 생성하고 용액을 낮거나 중간 농도에서 파란색으로 바꿉니다.

용존 전자는 강력한 환원제로 작용하며 알킨 삼중 결합에 쉽게 추가됩니다.

이 메커니즘은 알킨에 용매화된 전자를 첨가하여 비닐 라디칼 음이온을 형성하는 것으로 시작됩니다.

단일 전자의 움직임은 종종 낚싯바늘 화살이라고 하는 머리가 하나인 구부러진 화살표로 표시됩니다. 대조적으로, 양방향 곡선 화살표는 두 전자의 움직임을 의미합니다.

첫 번째 단계에서 형성된 라디칼 음이온은 중간체입니다. 여기서 고독한 쌍과 관련된 음전하는 음이온을 만드는 반면, 짝을 이루지 않은 전자는 급진적인 특성을 부여합니다.

또한, 라디칼 음이온은 쌍을 이루는 전자와 짝을 이루지 않은 전자가 서로 시스 또는 트랜스 배향되는 두 가지 다른 구성을 채택할 수 있습니다. 트랜스 구성은 최종 제품의 입체 화학에 영향을 미치는 전자 반발을 최소화하기 때문에 선호됩니다.

다음으로, 강한 염기인 비닐 라디칼 음이온은 암모니아에서 양성자를 추출하여 안정적인 트랜스 비닐 라디칼을 형성합니다.

비닐 라디칼에 다른 전자를 추가하면 트랜스 비닐 음이온이 생성되며, 이는 암모니아에 의한 양성자 화시 트랜스 알켄을 생성합니다.

반응은 일관되게 탄소-탄소 삼중 결합을 가로질러 두 개의 수소 원자의 반첨가를 포함하므로 입체특이적입니다.

그러나 용해 금속 환원 방법은 트랜스 알켄을 생성하는 반면, Lindlar 촉매의 존재 하에서 환원하면 시스 알켄이 생성됩니다.