Перегруппировки при присоединении — Органическая химия для олимпиад

Перегруппировки при присоединении

52 задания

Сдвиг в катионе

linkОпора

Присоединение HX и воды из уроков 112–114 идёт через свободный карбокатион, а такой катион, как мы видели в уроке 88, может превратиться в более устойчивый: соседний атом водорода или алкильная группа переходит к катионному центру, и положительный заряд оказывается на более замещённом атоме. Поэтому углеродный скелет продукта иногда отличается от скелета исходного алкена.

Как найти перегруппировку при присоединении

  1. Протонируйте по Марковникову → катион.
  2. Проверьте соседей катиона: если у соседа есть H или алкил и сдвиг даёт более устойчивый катион — происходит 1,2-сдвиг.
  3. Нуклеофил атакует новый катион.
  4. Оксимеркурирование, гидроборирование, бромирование идут без свободного катиона — без перегруппировок.
3-Метилбут-1-ен + HCl: гидридный сдвиг, 2-хлор-2-метилбутан
3-Метилбут-1-ен + HCl: гидридный сдвиг, 2-хлор-2-метилбутан

Примеры

1. 3-Метилбут-1-ен и HCl. Протон даёт вторичный катион при C2. Соседний C3 несёт водород и две метильные группы: гидридный сдвиг превращает вторичный катион в третичный при C3. Главный продукт — 2-хлор-2-метилбутан, а без перегруппировки получается 2-хлор-3-метилбутан.

Гидридный сдвиг переносит плюс с вторичного атома на третичный
Гидридный сдвиг переносит плюс с вторичного атома на третичный

2. 3,3-Диметилбут-1-ен и HCl. Вторичный катион при C2 соседствует с четвертичным атомом C3, у которого нет водорода, но есть метилы. Метильный сдвиг даёт третичный катион: главный продукт 2-хлор-2,3-диметилбутан, минорный — 3-хлор-2,2-диметилбутан.

Когда водорода у соседа нет, сдвигается метильная группа
Когда водорода у соседа нет, сдвигается метильная группа

errorСдвиг идёт только к более устойчивому катиону

Перегруппировка происходит лишь тогда, когда новый катион устойчивее старого. Вторичный катион рядом с группой \(\ce{CH2}\) не перегруппировывается: после гидридного сдвига он остался бы вторичным, и выигрыша нет. Прежде чем рисовать сдвиг, сравните устойчивость катиона до и после него.

edit_noteПопробуйте сами

Какой спирт даст 3-метилбут-1-ен с водой в кислоте?

expand_moreПоказать решение

2-Метилбутан-2-ол: гидридный сдвиг к третичному катиону.

Расширение цикла

Сдвиг из первой части урока переносит атом или группу. Если рядом с катионным центром находится напряжённый цикл, к плюсу может перейти целая связь кольца, как мы видели в уроке 88: кольцо расширяется на один атом, а напряжение уменьшается.

Как предсказать расширение цикла при присоединении

  1. Катион у атома, соседнего с циклобутаном (циклобутилкарбинильный), — связь кольца сдвигается к нему.
  2. Цикл становится больше на один атом, плюс переходит на бывший атом кольца.
  3. Проверьте ещё один сдвиг (гидридный или метильный) к третичному катиону.
  4. Нуклеофил атакует окончательный катион.
Связь кольца переходит к катионному центру — цикл расширяется на один атом
Связь кольца переходит к катионному центру — цикл расширяется на один атом

Примеры

1. Изопропенилциклобутан и HCl. Протонирование даёт третичный катион при атоме, соседнем с кольцом. Связь циклобутана сдвигается к нему: кольцо становится пятичленным, а плюс переходит на бывший атом кольца (вторичный). Затем метильный сдвиг делает катион третичным, и хлорид даёт 1-хлор-1,2-диметилциклопентан.

Расширение кольца снимает напряжение циклобутана, следующий сдвиг делает катион третичным
Расширение кольца снимает напряжение циклобутана, следующий сдвиг делает катион третичным

2. Винилциклогексан и HBr. Циклогексан не напряжён, поэтому расширять кольцо невыгодно. Катион при C1 боковой цепи (вторичный) делает обычный гидридный сдвиг к атому кольца, и получается третичный катион.

Ненапряжённое кольцо не расширяется — идёт только гидридный сдвиг
Ненапряжённое кольцо не расширяется — идёт только гидридный сдвиг

errorПосле расширения проверьте ещё один сдвиг

Расширение кольца часто даёт вторичный катион рядом с замещённым атомом. Такой катион перегруппировывается дальше: следующий гидридный или метильный сдвиг превращает его в третичный. Поэтому продукт записывают только после того, как катион стал самым устойчивым из возможных.

edit_noteПопробуйте сами

Какой катион образуется сначала при протонировании винилциклобутана?

expand_moreПоказать решение

Вторичный: \(\ce{CH3-CH+}\)–циклобутил.

push_pinГлавное

Катион, возникший при протонировании алкена, перегруппировывается так же, как в \(S_N1\): гидридный или алкильный сдвиг к более устойчивому катиону, расширение напряжённого цикла (4 → 5). Нуклеофил присоединяется к окончательному катиону. Реагенты без свободного катиона (оксимеркурирование, гидроборирование, \(\ce{Br2}\)) перегруппировок не дают.

Закрепите теорию: 52 задания с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.