12.10 : Karbonil Grubuna Nükleofilik Katılma: Genel Mekanizma

Bir aldehit veya ketondaki karbonil karbon, elektron eksikliğinden dolayı nükleofilik bir saldırının bölgesidir. Gelen nükleofilin gücüne bağlı olarak reaksiyon farklı mekanik yollarla gerçekleşir.

Daha güçlü bir nükleofil, elektrofilik merkeze, yani karbonil karbona doğrudan saldırabilir. Nükleofilin HOMO yörüngesi, karbonil karbon üzerinde bulunan LUMO (π* antibağ) yörüngesi ile etkileşime girer. Bu etkileşim π bağını kırar ve π bağlama elektronlarını karbonil oksijene kaydırarak bazik bir alkoksit anyonu oluşturur. Bazik alkoksit iyonu ara maddesi bir protonu soyutlayarak aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi katılma ürünü oluşturur.

Öte yandan zayıf bir nükleofil, elektrofilik karbonil karbona doğrudan saldıramaz. Zayıf nükleofilin reaksiyona girmesi için karbonil karbonun elektrofilikliğinin önemli ölçüde arttırılması gerekir. Böylece aldehit veya keton, karbonil karbonun elektrofilikliğini geliştirmek için bir asit katalizörüyle işlenir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, asit katalizörü karbonil oksijeni protonlayarak bir oksonyum katyonu oluşturur. Oksonyum katyonu, pozitif yükün bitişik karbonil karbon atomu üzerine delokalize edilmesiyle rezonans stabilize edilir. Pozitif yükün bu delokalizasyonu, karbonil karbonun elektrofilikliğini arttırır ve zayıf nükleofilin saldırısına yol açar.