المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19


Nucleophilic additions to aldehydes and ketones: the general picture  
  
1472   01:53 صباحاً   date: 8-10-2020
Author : University of Missouri System
Book or Source : Organic Chemistry ii
Page and Part : .................

Nucleophilic additions to aldehydes and ketones: the general picture

Before we consider in detail the reactivity of aldehydes and ketones, we need to look back and remind ourselves of what the bonding picture looks like in a carbonyl.  Carbonyl carbons are sp2 hybridized, with the three sp2 orbitals forming soverlaps with orbitals on the oxygen and on the two carbon or hydrogen atoms.  These three bonds adopt trigonal planar geometry.  The remaining unhybridized 2p orbital on the central carbonyl carbon is perpendicular to this plane, and forms a ‘side-by-side’ pbond with a 2p orbital on the oxygen.

image006.png

The carbon-oxygen double bond is polar: oxygen is more electronegative than carbon, so electron density is higher on the oxygen side of the bond and lower on the carbon side.  Recall that bond polarity can be depicted with a dipole arrow, or by showing the oxygen as holding a partial negative charge and the carbonyl carbon a partial positive charge.

image008.png

A third way to illustrate the carbon-oxygen dipole is to consider the two main resonance contributors of a carbonyl group: the major form, which is what you typically see drawn in Lewis structures, and a minor but very important contributor in which both electrons in the pbond are localized on the oxygen, giving it a full negative charge.  The latter depiction shows the carbon with an empty 2p orbital and a full positive charge.The result of carbonyl bond polarization, however it is depicted, is straightforward to predict. The carbon, because it is electron-poor, is an electrophile: it is a great target for attack by an electron-rich nucleophilic group. Because the oxygen end of the carbonyl double bond bears a partial negative charge, anything that can help to stabilize this charge by accepting some of the electron density will increase the bond’s polarity and make the carbon more electrophilic. Very often a general acid group serves this purpose, donating a proton to the carbonyl oxygen.

image010.png

The same effect can also be achieved if a Lewis acid, such as a magnesium ion, is located near the carbonyl oxygen.Unlike the situation in a nucleophilic substitution reaction, when a nucleophile attacks an aldehyde or ketone carbon there is no leaving group – the incoming nucleophile simply ‘pushes’ the electrons in the pi bond up to the oxygen.

image012.png

Alternatively, if you start with the minor resonance contributor, you can picture this as an attack by a nucleophile on a carbocation.

image014.png

After the carbonyl is attacked by the nucleophile, the negatively charged oxygen has the capacity to act as a nucleophile.  However, most commonly the oxygen acts instead as a base, abstracting a proton from a nearby acid group in the solvent or enzyme active site.

image016.png

This very common type of reaction is called a nucleophilic addition. In many biologically relevant examples of nucleophilic addition to carbonyls, the nucleophile is an alcohol oxygen or an amine nitrogen, or occasionally a thiol sulfur. In one very important reaction type known as an aldol reaction  the nucleophile attacking the carbonyl is a resonance-stabilized carbanion.  In this chapter, we will concentrate on reactions where the nucleophile is an oxygen or nitrogen.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .