Электрофильное присоединение: механизм

π-Связь как нуклеофил

Электроны π-связи доступны над и под плоскостью молекулы — алкен ведёт себя как нуклеофил и атакует электрофилы.

Как нарисовать присоединение HX

1. Стрелка от π-связи к H в молекуле H–X, стрелка от связи H–X к X: протон садится на один атом C=C, на другом возникает плюс (медленно).
2. Галогенид-ион атакует карбокатион (быстро).
3. Итог: H и X у соседних атомов, двойной связи нет.
4. Реакционная способность HX: HI > HBr > HCl ≫ HF — чем сильнее кислота, тем легче протонирование.

Примеры

1. \(\ce{CH2=CH2 + HBr -> CH3CH2Br}\).

2. Циклогексен + HCl → хлорциклогексан.

3. 2-Метилпропен + HI → 2-иод-2-метилпропан.

Энергетика и стереохимия

У присоединения два переходных состояния и интермедиат — карбокатион.

Как описать профиль и стереохимию присоединения HX

1. Два переходных состояния, между ними — карбокатион; первое ПС выше второго.
2. Реакция экзотермична: рвутся π-связь и H–X, образуются более прочные σ-связи C–H и C–X.
3. Катион плоский: \(\ce{X-}\) атакует с обеих сторон — если возникает стереоцентр, получается рацемат.
4. Катион может перегруппироваться (урок 115).

Примеры

1. Пент-1-ен + HBr → рацемический 2-бромпентан.

2. Энергия: \(\ce{C2H4 + HBr -> C2H5Br}\), \(\Delta H \approx -80\) кДж/моль.