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8.8 : 알켄의 붕소화-산화

알켄을 마르코브니코프 방향의 알코올로 전환하는 옥시수은-탈수은 방법 외에도 보완적인 붕소화-산화 방법을 사용하여 안티 마르코브니코프 생성물을 얻을 수 있습니다. 1959년 H.C.에 의해 발견된 수소화붕소화 반응. 브라운은 보란의 B-H 결합을 알켄에 첨가하여 유기보란 중간체를 생성합니다. 이 중간체를 염기성 과산화수소로 산화하면 알코올이 형성됩니다.

Figure1

보론 원자는 원자가 껍질에 전자가 6개만 있기 때문에 시약으로서의 보란은 반응성이 매우 높습니다. 붕소의 비어 있는 2p 궤도는 평면에 수직이며, 이 평면은 붕소와 120° 각도로 배향된 세 개의 다른 수소가 차지합니다. 따라서 보란은 전하가 전혀 없는 탄소 양이온과 유사한 구조로 친전자성입니다.

Figure2

높은 반응성으로 인해 두 개의 보란 분자는 이량체화되어 두 개의 수소 원자가 두 개의 붕소 원자에 부분적으로 결합되어 총 두 개의 전자를 갖게 됩니다. 따라서 이를 3중심, 2전자 결합이라고 합니다. 디보란은 소량의 보란과 평형을 이루고 공존합니다.

Figure3

전자가 부족한 보란은 테트라히드로푸란으로부터 전자쌍을 쉽게 받아 안정적인 보란-에테르 복합체를 형성하는 옥텟을 완성합니다. 이는 공기 중 자연 발화를 방지하기 위해 불활성 분위기에서 수소화붕소화 반응 시 시약으로 사용됩니다.

Figure4

수산화붕소화 메커니즘

메커니즘은 순환 전이 상태를 형성하는 알켄의 치환도가 낮고 입체적으로 방해가 덜한 부위에서 π 결합을 공격하는 보란으로 시작됩니다. 전체적인 결과는 알켄 이중 결합을 가로질러 BH_2와 수소가 합성되어 알킬보란을 생성하는 것입니다. 두 번째 알켄과 알킬보란의 반응으로 디알킬보란이 생성되고, 이어서 세 번째 알켄을 첨가하여 트리알킬보란이 생성됩니다.

Figure5

산화 메커니즘

산화는 과산화수소를 형성하는 수산화물 이온에 의한 과산화수소의 양성자 제거로 시작됩니다. 하이드로퍼옥사이드는 친핵체로 작용하여 트리알킬보란을 공격하여 불안정한 중간체를 생성합니다. 이어서 붕소의 알킬기가 인접한 산소 원자로 이동하여 수산화물 이온을 방출합니다. 이 일련의 세 단계를 반복하여 나머지 트리알킬보란을 트리알콕시보란으로 전환합니다.

트리알콕시보란의 붕소 원자는 친핵성 수산화물 이온의 공격을 받고 알콕시드 이온이 이탈하여 붕소 원자의 형식 전하를 중화시킵니다. 마지막으로, 알콕시드 이온의 양성자화는 최종 생성물인 알코올을 생성합니다.

Figure6

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Hydroboration OxidationAlkenesOxymercuration demercurationMarkovnikov OrientationAnti Markovnikov ProductHydroboration ReactionH C BrownBoraneOrganoborane IntermediateOxidationBasic Hydrogen PeroxideReactivityElectrophilicCarbocationDimerizeThree center Two electron BondsDiboraneBorane ether ComplexInert AtmosphereHydroboration Mechanism

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