8.6
Względne szybkości katalizowanego kwasem uwodnienia etenu, propanu lub 2-metylopirenu pokazują, że podstawniki alkilowe przy podwójnym wiązaniu znacznie przyspieszają tempo.
W tym przypadku protonowanie alkenu przez jon hydroniowy prowadzi do powstania karbokationu, który jest etapem określającym szybkość.
Reakcja, która przebiega przez trzeciorzędową karbokation, jest szybsza niż reakcja przebiegająca przez karbokation wtórny lub pierwotny. Różnicę w szybkościach reakcji wyjaśnia się przez porównanie stabilności karbokationów. Karbokation trzeciorzędowy, będąc bardziej stabilnym niż karbokation wtórny lub pierwotny, powstaje szybciej.
Preferowanie tworzenia bardziej stabilnego karbokationu wpływa również na regiochemiczny wynik reakcji.
Kiedy bardziej stabilny karbokation powstaje jako produkt pośredni, nukleofilowa addycja wody następuje przy bardziej podstawionym węglu, po której następuje deprotonacja jonu oksoniowego, w wyniku czego powstaje produkt Markovnikova.
Ponadto protonacja 1-butenu daje płaską, achiralną karbokation wtórną, której obie strony są jednakowo dostępne dla nukleofila.
Atak wody z górnej powierzchni prowadzi do (S)-2-butanolu, podczas gdy atak z dolnej powierzchni wytwarza (R)-2-butanol. W ten sposób, gdy generowane jest nowe centrum chiralne, powstaje mieszanina racemiczna.
Jednak dodanie wody do chiralnego alkenu tworzy chiralną karbokację bez płaszczyzny symetrii. Dwie powierzchnie tego produktu pośredniego nie są jednakowo dostępne dla nukleofila ze względu na różne układy steryczne, a zatem produkty diastereomeryczne powstają w nierównych ilościach.
Użyteczność hydratacji katalizowanej kwasem jest ograniczona ze względu na przegrupowanie pośredniego karbokationu. Na przykład protonacja 3-metylo-1-butenu tworzy wtórny produkt pośredni karbokationu.
Mniej stabilny karbokation wtórny przegrupowuje się do bardziej stabilnego karbokationu trzeciorzędowego przez przesunięcie wodoru z jego parą wiążącą elektronów przez przesunięcie 1,2-wodorkowe. Tak więc atak nukleofilowy przez wodę w trzeciorzędowym karbokationie z późniejszą deprotonacją daje bardziej podstawiony produkt.
Szybkość katalizowanej kwasem hydratacji alkenów zależy od struktury alkenu, ponieważ obecność podstawników alkilowych przy podwójnym wiązaniu może zn…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.