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7.6 : アルケンの求電子付加反応の概要

単純な非共役アルケンの二重結合は、弱塩基または求核剤として機能する電子密度の高い領域です。 二重結合の満たされたπ軌道 (HOMO) は、求電子試薬の空の LUMO と相互作用できます。 求電子試薬が 2 つの炭素間を攻撃すると、結合相互作用が発生します。 次に、求電子試薬はπ結合から一対の電子を受け取り、二重結合を介して付加を受けて単一の生成物を生成します。

付加反応と脱離反応は、温度に依存した平衡状態にあると考えられます。これは、反応のギブズ自由エネルギー (ΔG) の変化からよりよく理解できます。 付加反応では 1 つの π 結合が切断され、2 つの σ 結合が形成されます。 σ 結合は π 結合よりも強いため、これらの反応は通常発熱を伴います。 したがって、エンタルピー項 (ΔH) は負になります。 エントロピー項 (−TΔS) は常に正です。分子の数が減少すると、負の ΔS が生じ、T はケルビン スケールで常に正となるため、その積の負は全体として正の項になります。 したがって、ΔG の値は系の温度に依存し、付加反応は低温で促進されます。

アルケンがハロゲン化されると、炭素とより電気陰性度の高いハロゲンとの間に結合が形成されます。 したがって、炭素原子は酸化されます。 ジヒドロキシル化、ハロヒドリンの形成、エポキシ化も酸化反応です。 逆に、アルケンの二重結合を越える水素の付加は、対応するアルカンを生成する還元反応です。 水和反応とハロゲン化水素反応では、炭素原子の 1 つが酸化され、もう 1 つが還元されます。 結果として、それらは酸化反応または還元反応として分類されません。 ブト-2-エンの臭化水素化では、HBr の酸性プロトンが π 結合から一対の電子を受け取ります。 プロトンは二重結合の一方の炭素に移動し、他方の炭素は正電荷を獲得し、二次カルボカチオン中間体が生成されます。 次に、臭化物イオンが正中心と反応して、2-ブロモブタンのラセミ混合物が得られます。

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Electrophilic Addition ReactionsAlkenesElectron DensityDouble BondNucleophileElectrophileBonding InteractionAddition ReactionsElimination ReactionsGibbs Free EnergyEnthalpyEntropyTemperature dependent EquilibriumHalogenationOxidizedDihydroxylationHalohydrin FormationEpoxidation

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