Əlavə reaksiyaları üçün iki və ya daha çox başlanğıc məhsuldan bir kimyəvi birləşmənin əmələ gəlməsi xarakterikdir. Alkenlərin - bir qoşa bağlı doymamış asiklik karbohidrogenlərin nümunəsindən istifadə edərək elektrofilik əlavə mexanizmini nəzərdən keçirmək rahatdır. Onlara əlavə olaraq, siklik olanlar da daxil olmaqla, çoxsaylı rabitələri olan digər karbohidrogenlər belə transformasiyalara daxil olurlar.
İlkin molekulların qarşılıqlı təsir addımları
Elektrofilik əlavə bir neçə mərhələdə baş verir. Müsbət yükə malik olan elektrofil elektron qəbuledicisi, alken molekulunun qoşa rabitəsi isə elektron donoru kimi çıxış edir. Hər iki birləşmə əvvəlcə qeyri-sabit p-kompleks əmələ gətirir. Sonra π-kompleksinin ϭ-kompleksinə çevrilməsi başlayır. Bu mərhələdə karbokatonun əmələ gəlməsi və onun sabitliyi bütövlükdə qarşılıqlı təsir sürətini müəyyən edir. Daha sonra karbokatyon qismən mənfi yüklü nukleofillə sürətlə reaksiyaya girərək əmələ gəlirçevrilmənin son məhsulu.
Əvəzedicilərin reaksiya sürətinə təsiri
Karbokasiyada yükün (ϭ+) delokalizasiyası ilkin molekulun strukturundan asılıdır. Alkil qrupunun nümayiş etdirdiyi müsbət induktiv təsir, qonşu karbon atomunun yükünün azalmasına səbəb olur. Nəticədə elektron verən əvəzedicisi olan molekulda kationun nisbi dayanıqlığı, π-bağının elektron sıxlığı və bütövlükdə molekulun reaktivliyi artır. Elektron qəbuledicilərin reaktivliyə təsiri əks olacaq.
Halojen qoşma mexanizmi
Alken və halogenin qarşılıqlı təsirindən istifadə edərək elektrofil əlavə reaksiyasının mexanizmini daha ətraflı təhlil edək.
- Halojen molekulu karbon atomları arasındakı qoşa bağa yaxınlaşır və qütbləşir. Molekulun bir ucunda qismən müsbət yük olduğuna görə halogen π bağının elektronlarını özünə doğru çəkir. Qeyri-sabit π-kompleks belə əmələ gəlir.
- Növbəti mərhələdə elektrofilik hissəcik iki karbon atomu ilə birləşərək dövrə əmələ gətirir. Dövrlü "onium" ionu görünür.
- Qalan yüklü halogen hissəcik (müsbət yüklü nükleofil) onium ionu ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və əvvəlki halogen hissəciyinin əks tərəfində birləşir. Son məhsul görünür - trans-1, 2-dihaloalkan. Eynilə, halogenin sikloalkenə əlavə edilməsi baş verir.
Hidrohalik turşuların əlavə edilməsi mexanizmi
Hidrogen halogenidlərinin və sulfat turşusunun elektrofilik əlavə reaksiyaları fərqli şəkildə gedir. Turşu mühitdə reagent kationa və aniona ayrılır. Müsbət yüklü ion (elektrofil) π bağına hücum edir, karbon atomlarından birinə bağlanır. Qonşu karbon atomunun müsbət yüklü olduğu bir karbokatyon əmələ gəlir. Sonra, karbokasiya anionla reaksiyaya girərək reaksiyanın son məhsulunu əmələ gətirir.
Asimetrik reagentlər və Markovnikov qaydası arasında reaksiya istiqaməti
İki asimmetrik molekul arasında elektrofilik əlavə regioselektiv şəkildə davam edir. Bu o deməkdir ki, iki mümkün izomerdən yalnız biri üstünlük təşkil edir. Regioselektivlik Markovnikov qaydasını təsvir edir, buna görə hidrogen çoxlu sayda digər hidrogen atomlarına (daha çox hidrogenləşmiş) bağlı olan karbon atomuna bağlanır.
Bu qaydanın mahiyyətini başa düşmək üçün yadda saxlamaq lazımdır ki, reaksiya sürəti aralıq karbokasiyanın dayanıqlığından asılıdır. Elektron verən və qəbul edən əvəzedicilərin təsiri yuxarıda müzakirə edilmişdir. Beləliklə, hidrobrom turşusunun propenə elektrofil əlavə edilməsi 2-bromopropanın əmələ gəlməsinə səbəb olacaqdır. Mərkəzi karbon atomunda müsbət yükə malik olan ara kation, xarici atomda müsbət yükə malik olan karbokasiyadan daha sabitdir. Nəticədə, brom atomu ikinci karbon atomu ilə qarşılıqlı əlaqəyə girir.
Elektron çəkən əvəzedicinin qarşılıqlı təsirin gedişatına təsiri
Əgər ana molekulda mənfi induktiv və/yaxud mezomer effektə malik elektron çəkən əvəzedici varsa, elektrofil əlavə yuxarıdakı qaydaya ziddir. Belə əvəzedicilərə nümunələr: CF3, COOH, CN. Bu halda, müsbət yükün elektron çəkən qrupdan daha böyük məsafəsi ilkin karbokatyonu daha sabit edir. Nəticədə hidrogen daha az hidrogenləşdirilmiş karbon atomu ilə birləşir.
Qaydanın universal versiyası belə görünəcək: qeyri-simmetrik alken və qeyri-simmetrik reagent qarşılıqlı təsirdə olduqda, reaksiya ən stabil karbokasiyanın əmələ gəlməsi yolu ilə gedir.
