Chimica organica 1: Un libro di testo aperto
Gli alcheni subiscono reazioni di addizione. Spesso, aggiungono un protone a un’estremità del doppio legame e un altro gruppo all’altra estremità. Queste reazioni avvengono in modi leggermente diversi, comunque.
Gli alcheni sono reattivi perché hanno una coppia alta di elettroni di legame π. Questi elettroni sono tenuti sciolti, essendo alti in energia rispetto ai legami σ. Il fatto che non sono situati tra i nuclei di carbonio, ma si trovano sopra e sotto il piano del doppio legame, rende anche questi elettroni più accessibili.
Gli alogenuri di idrogeno come H-Br e H-Cl sono elettrofili adatti per una semplice aggiunta a un alchene. Poiché l’alogeno è molto più elettronegativo dell’idrogeno, il legame H-X è abbastanza polarizzato, con l’H che porta una parziale carica positiva (δ+) e serve come atomo elettrofilo. In questo esempio, HCl si aggiunge al but-1-ene per formare il 2-clorobutano racemico:
Il meccanismo inizia con un passo elementare di addizione elettrofila, dove l’alchene forma un nuovo legame sigma all’H elettrofilo, e rompe il legame H-Cl spostando Cl¯. Il secondo passo elementare è un passo di coordinazione, dove lo ione cloruro attacca il carbocatione per formare un secondo legame sigma. Notate che nel complesso abbiamo perso un legame pi greco, ma abbiamo guadagnato un legame sigma. Notate che la regola di Markovnikov è seguita qui, poiché il carbocation secondario formato è più stabile dell’alternativa, che sarebbe stato primario.
Video sull’aggiunta di HX agli alcheni
Problema EA1.1.
La reazione del 2-metilpropene (o isobutilene) con HBr, come raffigurato sopra, è in realtà un processo in 2 fasi. Disegna di nuovo questo meccanismo e in ciascuno dei due passi etichetta sia il nucleofilo che l’elettrofilo (quindi, sono quattro etichette). Nominare i due passi elementari.
Problema EA1.2.
Disegna un diagramma di progresso della reazione per la reazione del 2-metilpropene con bromuro di idrogeno.
Problema EA1.3.
Prevedere la legge di velocità per la reazione del 2-metilpropene con bromuro di idrogeno.
Idratazione degli alcheni
L’acqua può essere aggiunta a un alchene in presenza di un catalizzatore acido, per produrre un alcool.
L’acqua non è un elettrofilo abbastanza forte per aggiungere un H+ direttamente a un alchene, ma H3O+ sì. L’H3O+ si forma quando l’acido solforico si dissocia in acqua:
L’alchene reagisce poi con l’H3O+ nella fase elementare di aggiunta elettrofila. Il carbocatione risultante è reattivo, e l’acqua reagisce facilmente come nucleofilo per eseguire il passo di coordinazione. Un passo finale acido-base, rigenerando il catalizzatore H3O+, produce il prodotto alcolico.
Video della Khan Academy sull’idratazione degli alcheni:
