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7.7 : アルケンへの求電子付加の位置選択性: マルコフニコフの法則

一連の反応物が複数の構造異性体を生成する可能性があるが、異性体の 1 つが主生成物として得られる場合、その反応は位置選択的であると言われます。 このような反応では、ある反応部位での結合の形成または切断が他の反応部位よりも優先されます。

非対称アルケンのハロゲン化水素化では、どのビニル炭素がハロゲンを取り込むかに応じて、2 つのハロアルカン生成物が得られます。 ただし、通常は 1 つの生成物が優勢で、水素がより多くの水素を含むビニル系炭素に追加され、試薬の負の部分がより置換されたビニル系炭素に追加されます。 したがって、1 つの構造異性体が好ましく、アルケンのハロゲン化水素化は高度に位置選択的です。 ここで、位置選択性は、各生成物のカルボカチオン中間体の相対的な安定性の結果です。

反応はアルケンから臭化水素のプロトンへの電子対の移動から始まり、カルボカチオンが生成されます。 プロトン化ステップは、高い活性化エネルギーを伴う吸皮性です。 これは、遅い速度決定ステップでもあります。 次のステップでのカルボカチオンとハロゲン化物イオンの急速な結合は、活性化エネルギーが低い発エルゴン反応です。

ハモンドの仮説は、エルゴンプロセスにおける遷移状態の構造は、エネルギーが近いほど生成物の構造に似ていることを示しています。 したがって、プロトン化ステップでは、遷移状態は構造的にカルボカチオン中間体に似ています。 プロトン化により、置換度の低い第一級カルボカチオン、または置換度の高い第三級カルボカチオンが生成されます。 第三級カルボカチオンは、その形成に必要な活性化エネルギーが低いため、対応する第二級または一次カルボカチオンよりも安定しています。 したがって、反応はより安定した中間体を経由するエネルギー障壁の低い経路を優先し、その結果位置選択性が得られます。

ハロゲン化水素化により新しいキラル中心が生成される場合、カルボカチオン中間体の平面的な性質は、求核剤が同じ確率で平面の上または下から接近し、生成物のラセミ混合物が得られることを示しています。

求電子付加以外の機構を介して付加反応が進行すると、水素がさらに置換された炭素に付加し、反マルコフニコフ生成物が生成されます。

タグ

RegioselectivityElectrophilic AdditionsAlkenesMarkovnikov s RuleConstitutional IsomersMajor ProductReaction SiteHydrohalogenationUnsymmetrical AlkeneHaloalkane ProductsVinylic CarbonHydrogen AtomsNegative Part Of The ReagentMore Substituted Vinylic CarbonPreferred IsomerCarbocation IntermediatesRelative StabilitiesProtonation StepEnergy Of ActivationRate determining StepHalide IonHammond s PostulateTransition State

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