المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر


Evidence for the Mechanism of Electrophilic dditions: Carbocation Rearrangements  
  
2727   11:28 صباحاً   date: 18-5-2017
Author : John McMurry
Book or Source : Organic Chemistry
Page and Part : 9th. p 214


Read More
Date: 8-7-2018 2367
Date: 14-8-2019 1556
Date: 24-5-2017 1557

Evidence for the Mechanism of Electrophilic dditions: Carbocation Rearrangements

How do we know that the carbocation mechanism for electrophilic addition reactions of alkenes is correct? The answer is that we don’t know it’s correct; at least we don’t know with complete certainty. Although an incorrect reaction mechanism can be disproved by demonstrating that it doesn’t account for observed data, a correct reaction mechanism can never be entirely proven.

The best we can do is to show that a proposed mechanism is consistent with all known facts. If enough facts are accounted for, the mechanism is probably correct.

One of the best pieces of evidence supporting the carbocation mechanism for the electrophilic addition reaction was discovered during the 1930s by F. C. Whitmore of Pennsylvania State University, who found that structural rearrangements often occur during the reaction of HX with an alkene.

For example, reaction of HCl with 3-methyl-1-butene yields a substantial amount of 2-chloro-2-methylbutane in addition to the “expected” product, 2-chloro-3-methylbutane.

If the reaction takes place in a single step, it would be difficult to account for rearrangement, but if the reaction takes place in several steps, rearrangement is more easily explained. Whitmore suggested that it is a carbocation intermediate that undergoes rearrangement. The secondary carbocation intermediate formed by protonation of 3-methyl-1-butene rearranges to a more stable tertiary carbocation by a hydride shift—the shift of a hydrogen atom and its electron pair (a hydride ion, :H-) between neighboring carbons.

Carbocation rearrangements can also occur by the shift of an alkyl group with its electron pair. For example, reaction of 3,3-dimethyl-1-butene with HCl leads to an equal mixture of unrearranged 3-chloro-2,2-dimethylbutane and rearranged 2-chloro-2,3-dimethylbutane. In this instance, a secondary carbocation rearranges to a more stable tertiary carbocation by the shift of a methyl group.

Note the similarities between the two carbocation rearrangements: in both cases, a group (:H- or :CH3-) moves to an adjacent positively charged carbon, taking its bonding electron pair with it. Also in both cases, a less stable carbocation rearranges to a more stable ion. Rearrangements of this kind are a common feature of carbocation chemistry and are particularly important in the biological pathways by which steroids and related substances are synthesized.

An example is the following hydride shift that occurs during the biosynthesis of cholesterol.

A word of advice that we’ve noted before and will repeat on occasion: biological molecules are often larger and more complex in appearance than the molecules chemists work with in the laboratory, but don’t be intimidated.  When looking at any chemical transformation, whether biochemical or not, focus on the part of the molecule where the change is occurring and don’t worry about the rest. The tertiary carbocation just pictured looks complicated, but all the chemistry is taking place in the small part of the molecule inside the red circle.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .