12.10 : الإضافة النيوكليوفيلية إلى مجموعة الكربونيل: الآلية العامة

إن ذرة الكربون الكربونيلي الموجود في الألدهيد أو الكيتون هي موقع هجوم النيوكليوفيلات بسبب طبيعته التي تعاني من نقص الإلكترون. اعتمادًا على قوة النيوكليوفيل الوارد، يحدث التفاعل عبر مسارات ميكانيكية مختلفة.

يمكن للنيوكليوفيل الأقوى أن يهاجم بشكل مباشر المركز الإلكتروفيلي، وهي ذرة الكربون الكربونيلي. يتفاعل مدار HOMO للنواة مع المدار LUMO (π* antibonding) الموجود على ذرة الكربون الكربونيلي. يكسر هذا التفاعل الرابطة π وينقل إلكترونات الرابطة π* إلى أكسجين الكربونيل، مكونًا أنيون ألكوكسيد قاعدي. يقوم وسيط أيون الألكوكسيد القاعدي بامتصاص بروتون، ويشكل منتج الإضافة كما هو موضح في الشكل التالي.

من ناحية أخرى، لا يمكن للنواة الضعيفة أن تهاجم بشكل مباشر ذرة الكربون الكربونيلي الإلكتروفيلي. لكي تتفاعل النيوكليوفيلات الضعيفة، يجب تعزيز الإلكتروفيلية لذرة الكربون الكربونيلي بشكل كبير. وبالتالي، تتم معالجة الألدهيد أو الكيتون بمحفز حمضي لتحسين الإلكتروفيلية لذرة الكربون الكربونيلي. كما هو موضح في الشكل أدناه، يقوم المحفز الحمضي ببروتنة أكسجين الكربونيل مكونًا كاتيون الأكسونيوم. يتم تثبيت رنين كاتيون الأكسونيوم عن طريق إلغاء تحديد موقع الشحنة الموجبة على ذرة الكربون الكربونيل المجاورة. يؤدي إلغاء تمركز الشحنة الموجبة إلى زيادة الإلكتروفيلية ذرة الكربون الكربونيل، مما يؤدي إلى مهاجمة النيوكليوفيل الضعيف.