अतिरिक्त अभिक्रियाओं के लिए दो या दो से अधिक प्रारंभिक उत्पादों से एक रासायनिक यौगिक का निर्माण विशेषता है। एल्केन्स के उदाहरण का उपयोग करके इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ के तंत्र पर विचार करना सुविधाजनक है - एक डबल बॉन्ड के साथ असंतृप्त एसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन। उनके अलावा, चक्रीय सहित कई बांड वाले अन्य हाइड्रोकार्बन ऐसे परिवर्तनों में प्रवेश करते हैं।
प्रारंभिक अणुओं की परस्पर क्रिया के चरण
इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ कई चरणों में होता है। इलेक्ट्रोफाइल, जिसमें एक सकारात्मक चार्ज होता है, एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है, और एल्केन अणु का दोहरा बंधन एक इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्य करता है। दोनों यौगिक शुरू में एक अस्थिर पी-कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। फिर -कॉम्प्लेक्स का ϭ-कॉम्प्लेक्स में परिवर्तन शुरू होता है। इस स्तर पर एक कार्बोकेशन का निर्माण और इसकी स्थिरता समग्र रूप से बातचीत की दर निर्धारित करती है। कार्बोकेशन तब आंशिक रूप से ऋणात्मक रूप से आवेशित न्यूक्लियोफाइल के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता हैपरिवर्तन का अंतिम उत्पाद।
प्रतिस्थापनों का प्रतिक्रिया दर पर प्रभाव
कार्बोकेशन में चार्ज (ϭ+) का डिलोकलाइज़ेशन मूल अणु की संरचना पर निर्भर करता है। एल्काइल समूह द्वारा प्रदर्शित सकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव से आसन्न कार्बन परमाणु के आवेश में कमी आती है। नतीजतन, एक इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले पदार्थ के साथ एक अणु में, धनायन की सापेक्ष स्थिरता, π-बंधन का इलेक्ट्रॉन घनत्व, और समग्र वृद्धि के रूप में अणु की प्रतिक्रियाशीलता। प्रतिक्रियाशीलता पर इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता का प्रभाव विपरीत होगा।
हलोजन अटैचमेंट मैकेनिज्म
आइए एल्केन और हैलोजन की परस्पर क्रिया के उदाहरण का उपयोग करके इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ प्रतिक्रिया के तंत्र का अधिक विस्तार से विश्लेषण करें।
- हैलोजन अणु कार्बन परमाणुओं के बीच दोहरे बंधन के करीब पहुंचता है और ध्रुवीकृत हो जाता है। अणु के एक सिरे पर आंशिक रूप से धनात्मक आवेश के कारण हैलोजन आबंध के इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर खींचता है। इस प्रकार एक अस्थिर -कॉम्प्लेक्स बनता है।
- अगले चरण में, इलेक्ट्रोफिलिक कण दो कार्बन परमाणुओं के साथ मिलकर एक चक्र बनाता है। एक चक्रीय "ओनियम" आयन प्रकट होता है।
- शेष आवेशित हैलोजन कण (धनात्मक आवेशित न्यूक्लियोफाइल) ओनियम आयन के साथ परस्पर क्रिया करता है और पिछले हलोजन कण के विपरीत दिशा में जुड़ जाता है। अंतिम उत्पाद दिखाई देता है - ट्रांस-1, 2-डायहालोकाने। इसी प्रकार, एक साइक्लोऐल्कीन में हैलोजन का योग होता है।
हाइड्रोहेलिक एसिड जोड़ने की क्रियाविधि
हाइड्रोजन हैलाइड और सल्फ्यूरिक एसिड की इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ प्रतिक्रियाएं अलग तरह से आगे बढ़ती हैं। एक अम्लीय माध्यम में, अभिकर्मक एक धनायन और एक आयन में अलग हो जाता है। एक धनावेशित आयन (इलेक्ट्रोफाइल) -बॉन्ड पर हमला करता है, कार्बन परमाणुओं में से एक से जुड़ता है। एक कार्बोकेशन बनता है जिसमें आसन्न कार्बन परमाणु धनात्मक रूप से आवेशित होता है। इसके बाद, कार्बोकेशन, आयन के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे प्रतिक्रिया का अंतिम उत्पाद बनता है।
असममित अभिकर्मकों और मार्कोवनिकोव के नियम के बीच प्रतिक्रिया दिशा
दो असममित अणुओं के बीच इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ प्रतिगामी रूप से आगे बढ़ता है। इसका मतलब है कि दो संभावित आइसोमर्स में से केवल एक ही मुख्य रूप से बनता है। रेजीओसेलेक्टिविटी मार्कोवनिकोव के नियम का वर्णन करती है, जिसके अनुसार हाइड्रोजन एक कार्बन परमाणु से जुड़ता है जो बड़ी संख्या में अन्य हाइड्रोजन परमाणुओं (अधिक हाइड्रोजनीकृत) से जुड़ा होता है।
इस नियम के सार को समझने के लिए, आपको यह याद रखना होगा कि प्रतिक्रिया दर मध्यवर्ती कार्बोकेशन की स्थिरता पर निर्भर करती है। इलेक्ट्रॉन-दान करने और प्रतिस्थापकों को स्वीकार करने के प्रभाव की चर्चा ऊपर की गई थी। इस प्रकार, प्रोपेन में हाइड्रोब्रोमिक एसिड के इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ से 2-ब्रोमोप्रोपेन का निर्माण होगा। केंद्रीय कार्बन परमाणु पर धनात्मक आवेश वाला एक मध्यवर्ती धनायन बाहरी परमाणु पर धनात्मक आवेश वाले कार्बोकेशन की तुलना में अधिक स्थिर होता है। परिणामस्वरूप, ब्रोमीन परमाणु दूसरे कार्बन परमाणु के साथ परस्पर क्रिया करता है।
बातचीत के दौरान एक इलेक्ट्रॉन निकालने वाले पदार्थ का प्रभाव
यदि मूल अणु में एक इलेक्ट्रॉन-निकासी पदार्थ होता है जिसका नकारात्मक प्रेरक और/या मेसोमेरिक प्रभाव होता है, तो इलेक्ट्रोफिलिक जोड़ उपरोक्त नियम के खिलाफ जाता है। ऐसे प्रतिस्थापन के उदाहरण: CF3, COOH, CN। इस मामले में, इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह से धनात्मक आवेश की अधिक दूरी प्राथमिक कार्बोकेशन को अधिक स्थिर बनाती है। नतीजतन, हाइड्रोजन कम हाइड्रोजनीकृत कार्बन परमाणु के साथ जुड़ जाता है।
नियम का सार्वभौमिक संस्करण इस तरह दिखेगा: जब एक विषम एल्कीन और एक असममित अभिकर्मक परस्पर क्रिया करते हैं, तो प्रतिक्रिया सबसे स्थिर कार्बोकेशन के गठन के मार्ग के साथ आगे बढ़ती है।
