Ein Beispiel für Organische Chemie Mechanismus Problem
Angenommen, Sie arbeiten, um eine organische Chemie Zuordnung, und Sie sind aufgefordert, einen Mechanismus für die Umwandlung des Alkohols in der folgenden Abbildung auf die in der gleichen Figur gezeigt Alken gezeigt vorzuschlagen.
Erstens wollen Sie zu identifizieren, welche Art von Mechanismus Sie es zu tun. Ist es eine Säure oder eine Base-Mechanismus? Ist es ein Nukleophil oder ein Elektro Mechanismus? Ist es ein Mechanismus freier Radikale? Weil das Reagens Schwefelsäure (H2DAMIT4) Plus # 8710- (ein Symbol, das anzeigt, dass das Reaktionsgemisch wird erwärmt), wird die Reaktion eine Säure Reaktion sein.
Zweitens identifizieren, wo Sie in den Mechanismus gehst. Umwandeln eines Alkohols zu einem Alken in der Regel beinhaltet Dehydratation (Wasserverlust). Aber Sie können feststellen, dass das Alken in dem Produkt in einer ungewöhnlichen Position, denn Dehydration in der Regel legt das Alken neben dem Ausgangsalkohol. Das Produkt hat in diesem Fall die Doppelbindung ein Kohlenstoffatom weiter entfernt von der erwarteten Position. So könnten Sie etwas Ungewöhnliches in diesem Mechanismus erwarten, dass für die ungewöhnliche Regiochemie der Reaktion ausmacht.
Nun, da Sie wissen ungefähr, wo Sie in diesem Mechanismus gehen, können Sie beginnen, um eine Route zu schlagen um dorthin zu gelangen. In einer Säure-Mechanismus, das erste, was Sie suchen wollen, ist eine Stelle auf dem Molekül, das protoniert werden kann. Die einzige Basisstelle auf dem Ausgangsmaterial in diesem Fall ist der Alkohol, so dass der erste Schritt Protonierung der Alkoholgruppe durch Schwefelsäure wäre.
Der erste Schritt in Säure Mechanismen ist fast immer Protonierung.
Wie immer, folgen Sie den Konventionen für Pfeil drücken, zeichnen Vollpfeile von Elektronen zu, wohin sie gehen. (Die einzigen Mechanismen, die Einzelpfeile verwenden, sind freie Radikale Mechanismen.)
Da viele Professoren der organischen Chemie sind überzeugt, dass der innerste Kreis von Dantes Hölle für diejenigen Schüler reserviert, die konsequent Protonierung falsch ziehen, stellen Sie sicher, auf der Basis der sauren Proton auf den Pfeil von den Elektronen immer ziehen, dass die Elektronen angreifen. Nie begehen die unverzeihliche Sünde einen Pfeil aus einer Säure H + Zeichnung. Auch einfacher Anschluss an die Bewegung von Atomen und Ladungen zu machen, die Atome auf die Teile des Moleküls, das in der Reaktion verändern werden explizit mit der vollen Lewis-Struktur herausgezogen wird, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Als nächstes die Folgen der Protonierung untersuchen. Was können Sie tun, jetzt, dass Sie nicht vor konnte? Eine Sache, die Sie jetzt tun können, dass der Alkohol protoniert ist ein Carbokation bilden. Obwohl Hydroxidion, OH-, ist eine schlechte Abgangsgruppe (starke Basen sind schlechte Abgangsgruppen), Wasser eine gute Abgangsgruppe ist. So, wie in einem typischen Alkohol Dehydratation Mechanismus beinhaltet der nächste Schritt, den Verlust von Wasser einen sekundären Carbokations zu erzeugen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
In Alkohol Dehydratation, wenn das Carbokation gebildet wird, ist der nächste Schritt in der Regel die Bildung der Doppelbindung durch ein Proton eliminiert wird. so in diesem Schritt zu tun, würde jedoch die Doppelbindung in der falschen Position bilden. Irgendwie muss das Carbokation zu bewegen, so dass, wenn Wasserstoff eliminiert wird, die Doppelbindung in der korrekten Position ausgebildet wird.
Bei genauerer Betrachtung kann man feststellen, dass die Carbo einem tertiären Kohlenstoffzentrum nächste befindet. Das Carbokation ist derzeit eine sekundäre Carbokationen, aber es will schlecht ein tertiäres Carbokation zu werden. (Tertiär Carbokationen sind stabiler als sekundäre Carbokationen.) Eine pragmatische Denkprozess könnte sein, dass das ist, wo das Kation sollen bewegen, um Beseitigung an der richtigen Stelle zu bekommen. Um die Carbokationen in die tertiäre Position zu erhalten, führen Sie eine Hydridverschiebung, die das tertiäre Wasserstoffatom und beide der Elektronen in der C-H-Bindung an das Kation Zentrum bewegt, das tertiäre Kohlenstoff mit der positiven Ladung zu verlassen. Dieser Schritt wird in der folgenden Abbildung dargestellt.
Nun führt die Abspaltung eines Protons an die richtige Alken. Die Deprotonierung wird in der folgenden Abbildung dargestellt, mit Wasser ein Molekül Säure zu regenerieren. Sie könnten auch die konjugierte Base von Schwefelsäure als hier Basis verwenden.
