Кейс: определите возможные структуры и стереохимию продукта при гидратации алькена в кислой среде (марковниково/антимарковниково, карбокатионная перестройка)
Кейс: определите возможные структуры и стереохимию продукта при гидратации алькена в кислой среде (марковниково/антимарковниково, карбокатионная перестройка)
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
1) Механизм (кислотная гидратация): протонирование двойной связи → карбокатион → нуклеофильная атака воды → депротонирование:
R1CH=CHR2+H+→R1CH+–CHR2 \mathrm{R_1CH=CH R_2 + H^+ \to R_1CH^+–CHR_2}
R1 CH=CHR2 +H+→R1 CH+–CHR2 R1CH+–CHR2+H2O→R1CH(OH2+)–CHR2 \mathrm{R_1CH^+–CHR_2 + H_2O \to R_1CH(OH_2^+)–CHR_2}
R1 CH+–CHR2 +H2 O→R1 CH(OH2+ )–CHR2 R1CH(OH2+)–CHR2→R1CH(OH)–CHR2+H+ \mathrm{R_1CH(OH_2^+)–CHR_2 \to R_1CH(OH)–CHR_2 + H^+}
R1 CH(OH2+ )–CHR2 →R1 CH(OH)–CHR2 +H+
2) Региоизомерия (Markovnikov vs анти-): в стандартной кислотной гидратации преимущественно Марковниково — протон присоединяется так, чтобы дать более стабильный карбокатион. Антимарковниково при кислотной гидратации не наблюдается (для анти‑Марковникова используют гидроборирование-окисление).
3) Перестройки карбокатиона: если первоначальный карбокатион может перестроиться (гидридный сдвиг или алкиловый сдвиг) в более стабильный (3°>2°>1°, сопряжённый, бензил/альлил), то происходит перестройка и дальнейшая атака воды даст продукт от уже перестроенного катиона. Пример:
- Для CH2=CH−CH(CH3)−CH3\mathrm{CH_2=CH-CH(CH_3)-CH_3}CH2 =CH−CH(CH3 )−CH3 (3‑метил‑1‑бутен): протонирование даёт вторичный катион на C2, возможен гидридный сдвиг с C3 → третичный катион на C3 → основным продуктом станет третичный спирт:
CH2=CH−CH(CH3)−CH3→H+CH3−CH+−CH(CH3)−CH3→H − shiftCH3−CH−CH+(CH3)−CH3 \mathrm{CH_2=CH-CH(CH_3)-CH_3 \xrightarrow{H^+} CH_3-CH^+-CH(CH_3)-CH_3 \xrightarrow{H\!-\!shift} CH_3-CH-CH^+(CH_3)-CH_3}
CH2 =CH−CH(CH3 )−CH3 H+ CH3 −CH+−CH(CH3 )−CH3 H−shift CH3 −CH−CH+(CH3 )−CH3 далее атака воды → 3-methyl-2-butanol\mathrm{3\text{-}methyl\text{-}2\text{-}butanol}3-methyl-2-butanol.
4) Стереохимия: карбокатион плоский (sp^2) — атака нуклеофила возможна с обеих сторон, поэтому при образовании нового хирального центра продукт будет рацемическим (смесь энантиомеров), если нет стереоограничений. Если же реакция проходит через циклические или соседние запись участия (например, мостиковые ионы, соседняя группа участвует), стереохимия может быть направлена (зависит от конкретного случая).
5) Итоговые правила для предсказания продуктов:
- Протонирование даёт катион в том положении, где он наиболее стабилен → марковников продукт.
- Проверьте возможные гидридные и алкильные сдвиги; если перестройка энергически выгодна — она произойдёт и определит конечный карбокатион.
- Атака воды на плоский катион даёт смесь стереоизомеров (рацемат), если создаётся хиральный центр.
- Для получения анти‑Марковникова или избегания перестроек применяют альтернативные методы (гидроборирование‑окисление или оксимеркурирование‑демеркурирование).
Если нужен разбор конкретного алкена — пришлите структуру, и я подробно распишу возможные катионы, перестройки и ожидаемые стереопродукты.