Нэмэх урвалын хувьд хоёр ба түүнээс дээш эхлэлийн бүтээгдэхүүнээс нэг химийн нэгдэл үүсэх нь онцлог юм. Нэг давхар холбоо бүхий ханаагүй ацикл нүүрсустөрөгч - алкенуудын жишээг ашиглан электрофил нэмэх механизмыг авч үзэх нь тохиромжтой. Тэдгээрээс гадна олон төрлийн холбоо бүхий бусад нүүрсустөрөгчид, тэр дундаа цикликүүд ийм хувиралд ордог.
Анхны молекулуудын харилцан үйлчлэлийн үе шатууд
Электрофилийн нэмэлт нь хэд хэдэн үе шаттайгаар явагддаг. Эерэг цэнэгтэй электрофил нь электрон хүлээн авагч, алкены молекулын давхар холбоо нь электрон донорын үүргийг гүйцэтгэдэг. Хоёр нэгдлүүд нь эхлээд тогтворгүй p-цогцолбор үүсгэдэг. Дараа нь π-цогцолборыг ϭ-цогцолбор болгон хувиргах үйл явц эхэлнэ. Энэ үе шатанд карбокат үүсэх ба түүний тогтвортой байдал нь харилцан үйлчлэлийн хурдыг бүхэлд нь тодорхойлдог. Дараа нь карбокатион нь хагас сөрөг цэнэгтэй нуклеофильтэй хурдан урвалд орж үүсдэгөөрчлөлтийн эцсийн бүтээгдэхүүн.
Орлуулагчийн урвалын хурдад үзүүлэх нөлөө
Карбокаци дахь цэнэгийн (ϭ+) делокализаци нь анхны молекулын бүтцээс хамаарна. Алкил бүлгийн эерэг индуктив нөлөө нь зэргэлдээх нүүрстөрөгчийн атомын цэнэгийг бууруулахад хүргэдэг. Үүний үр дүнд электрон хандивлагч орлуулагчтай молекулын хувьд катионы харьцангуй тогтвортой байдал, π-бондын электрон нягт, молекулын урвалд орох чадвар бүхэлдээ нэмэгддэг. Электрон хүлээн авагчийн реактив байдалд үзүүлэх нөлөө нь эсрэгээрээ байх болно.
Галоген холбох механизм
Алкен ба галогенийн харилцан үйлчлэлийн жишээн дээр электрофиль нэмэх урвалын механизмыг илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.
- Галоген молекул нь нүүрстөрөгчийн атомуудын давхар холбоонд ойртож туйлширдаг. Молекулын нэг төгсгөлд хэсэгчлэн эерэг цэнэгийн улмаас галоген нь π бондын электронуудыг өөр рүүгээ татдаг. Ингэж тогтворгүй π-цогцолбор үүсдэг.
- Дараагийн алхамд электрофил бөөмс нь нүүрстөрөгчийн хоёр атомтай нэгдэж, мөчлөг үүсгэдэг. Циклийн "ониум" ион гарч ирнэ.
- Үлдсэн цэнэгтэй галоген бөөмс (эерэг цэнэгтэй нуклеофил) нь они ионтой харилцан үйлчилж, өмнөх галоген бөөмийн эсрэг талд нэгддэг. Эцсийн бүтээгдэхүүн гарч ирнэ - транс-1, 2-дихалоалкан. Үүний нэгэн адил циклоалкенд галоген нэмдэг.
Галийн хүчил нэмэх механизм
Галоген устөрөгч ба хүхрийн хүчлийн электрофил нэмэх урвал өөр өөр явагддаг. Хүчиллэг орчинд урвалж нь катион ба анион болж хуваагддаг. Эерэг цэнэглэгдсэн ион (электрофиль) нь π-бонд руу дайрч, нүүрстөрөгчийн атомуудын аль нэгэнд холбогддог. Зэргэлдээх нүүрстөрөгчийн атом эерэг цэнэгтэй байх карбокатион үүсдэг. Дараа нь карбокатион нь анионтой урвалд орж, урвалын эцсийн бүтээгдэхүүнийг үүсгэнэ.
Асиметрик урвалж ба Марковниковын дүрэм хоорондын урвалын чиглэл
Хоёр тэгш бус молекулын хоорондох электрофил нэмэлт нь сонгомол байдлаар явагддаг. Энэ нь боломжит хоёр изомерын зөвхөн нэг нь голчлон үүсдэг гэсэн үг юм. Региосонголт нь Марковниковын дүрмийг тодорхойлдог бөгөөд үүний дагуу устөрөгч нь бусад олон тооны устөрөгчийн атомуудтай (илүү устөрөгчжүүлсэн) холбогдсон нүүрстөрөгчийн атомтай холбогддог.
Энэ дүрмийн мөн чанарыг ойлгохын тулд урвалын хурд нь завсрын карбокатийн тогтвортой байдлаас хамаардаг гэдгийг санах хэрэгтэй. Электрон хандивлах ба орлуулагчдыг хүлээн авах нөлөөг дээр дурдсан. Тиймээс пропенд гидробромын хүчлийг электрофил нэмснээр 2-бромопропан үүсэх болно. Төвийн нүүрстөрөгчийн атом дээр эерэг цэнэгтэй завсрын катион нь гаднах атомын эерэг цэнэгтэй карбокатаас илүү тогтвортой байдаг. Үүний үр дүнд бромын атом хоёр дахь нүүрстөрөгчийн атомтай харилцан үйлчилнэ.
Электрон татагч орлуулагчийн харилцан үйлчлэлийн явцад үзүүлэх нөлөө
Хэрэв эх молекул нь сөрөг индуктив ба/эсвэл мезомер нөлөө бүхий электрон татах орлуулагч агуулж байвал электрофил нэмэх нь дээрх дүрмийн эсрэг явагдана. Ийм орлуулагчдын жишээ: CF3, COOH, CN. Энэ тохиолдолд электрон татах бүлгээс эерэг цэнэгийн хол зай нь анхдагч карбокатыг илүү тогтвортой болгодог. Үүний үр дүнд устөрөгч нь бага устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомтай нэгддэг.
Дүрмийн бүх нийтийн хувилбар нь иймэрхүү харагдах болно: тэгш хэмт бус алкен ба тэгш хэмтэй бус урвалж харилцан үйлчлэх үед урвал хамгийн тогтвортой карбокатион үүсэх зам дагуу явагдана.
