Pytanie:
Czy ozon jest elektrofilem w reakcji ozonolizy?
RobChem
2015-02-15 04:48:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

enter image description here

Z powyższego mechanizmu jasno wynika, że ​​elektrony z podwójnego wiązania atakują jeden z końcowych atomów tlenu w ozonie, co oznacza, że ​​jest to elektrofil. Jak to może być? Jeśli narysujesz struktury rezonansowe, ładunek ujemny jest również skoncentrowany na terminalnych tlenach. Z resztą mechanizmu nic mi nie jest, ale nigdy nie pomyślałbym o pobieraniu tlenu jako elektrofilu.

Ten typ reakcji można lepiej opisać jako [reakcja pericykliczna] (http://en.wikipedia.org/wiki/pericyclic_reaction).
Dwa odpowiedzi:
Dissenter
2015-02-15 05:01:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Elektrony skupione są w dwóch końcowych tlenach ozonu, ale pamiętaj, że ozon wykazuje rezonans. Elektrony mogą być zdelokalizowane przez każdy tlen poprzez p-orbitale.

enter image description here

Więc tak, na początku, jeśli myślisz o reakcji w kategoriach czysto kulombowskich, to nie ma to większego sensu. Dlaczego elektrony miałyby udać się do regionu, w którym istnieje już względny nadmiar elektronów?

Ale dzieje się tak, że atakując końcowy tlen, podwójne wiązanie skutecznie wypiera elektrony do centralnego, pozbawionego elektronów atomu tlenu.

Jestem pewien, że ktoś może wyjaśnić to bardziej szczegółowo w odniesieniu do teorii orbitali molekularnych, ale zostawię to komuś innemu.

jerepierre
2015-02-18 07:16:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jak wspomniał Ben Norris w swoim komentarzu, ozonolizę lepiej opisać jako reakcję pericykliczną. Reakcje pericykliczne wykraczają poza zwykły paradygmat nukleofil-elektrofil. Ta reakcja jest przykładem dipolarnej cykloaddycji, ponieważ ozon jest 1,3-dipolem. Chemicy zaobserwowali, że alkeny bogate w elektrony reagują szybciej z ozonem niż alkeny ubogie w elektrony. Oznacza to, że alken dostarcza HOMO do reakcji, a ozon dostarcza LUMO. W reakcjach nukleofil-elektrofil, nukleofil reaguje przez swoje HOMO, a elektrofil reaguje przez swoje LUMO. Więc jeśli chcesz dokonać analogii między dipolarną cykloaddycją a reakcją nukleofilowo-elektrofilową, możesz powiedzieć, że alken jest „nukleofilem”, a ozon jest „elektrofilem”.

Nie zawsze jest to oczywiste, że 1,3-dipol dostarczy LUMO w dipolarnej cykloaddycji, ale możemy spekulować, dlaczego ozon to robi. Tlen jest atomem bardzo elektroujemnym, więc jego orbitale atomowe mają niższą energię niż węgle. Ponieważ ozon składa się z trzech atomów tlenu (z orbitaliami atomowymi o niskiej energii), jego układ pi będzie miał niską energię w stosunku do układu pi alkenu. Co więcej, układ pi będzie miał jeszcze niższą energię z powodu umieszczenia kationu na atomie elektroujemnym. Te czynniki przyczyniają się do tego, że LUMO jest niskoenergetyczne w stosunku do alkenu.

W pierwszym przybliżeniu, jeśli w związku znajduje się dodatnio naładowany tlen, można założyć, że związek będzie elektrofilowy.

Jestem pewien, że ktoś na tej stronie mógłby przeprowadzić obliczenia w celu wsparcia tych racjonalizacji.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...