التفاعلات عند الرابطة المزدوجة كربون – كربون الإضافة

Reactions at the carbon – carbon double bond. Addition

ما هو نوع التفاعلات التي نتوقعها من الرابطة المزدوجة كربون – كربون؟ تتألف الرابطة المزدوجة من رابطة σ قوية ورابطة  π ضعيفة لذلك، يمكننا نوقع ان التفاعل سيتضمن كسر هذه الرابطة π وتتشكل رابطتا σ قويتان مكانها.

الإضافة        

يدعى التفاعل الذي يتحد فيه جزيئتان ليعيا منتجاً وحيد الجزيء تفاعل الإضافة. يضاف الكاشف ببساطة إلى الركيزة، بخلاف تفاعل الاستبدال الذي يستبدل فيه جزء من الكاشف بجزء من الركيزة. من الضروري أن تكون تفاعلات الإضافة محدودة في مركبات تحتوي على ذرات تشترك بأكثر من شفع* من الالكترونات ، وهذا يعني، مركبات تحتوي على ذرات متعددة الارتباط. وبشكل مبدئي ، فإن الإضافة عكس الحذف، حيث ولد الحذف رابطة متعددة، في حين ان الإضافة تحطمها.

ما هو نوع الكاشف الذي نتوقع ان يضاف إلى الرابطة المزدوجة كربون – كربون؟ في بنيتنا للرابطة هنالك سحابة من الالكترونات π أعلى وأسفل مستوى الذرات (انظر الشكل 1.1) . تكون الالكترونات π اقل استخداماً من الالكترونات  σ  في ربط نوى الكربون معاً، وبالنتيجة تكون هي نفسها أقل ارتباطاً. تكون الالكترونات π  المرتبطة بشكل رخو متوافرة خصيصاً لكاشف يبحث عن الالكترونات .

الشكل 1.1: الرابطة المزدوجة كربون – كربون: تكون الرابطة π مصدراً للالكترونات

بعدئذ ليس من المستغرب ان تصلح الرابطة المزدوجة كربون – كربون في كثير من التفاعلات للقيام بدور مصدر الالكترونات: وهذا يعني انها تقوم بمهمة الأساس. والمركبات التي تتفاعل معها هي تلك التي تتصف بنقص في الالكترونات، أي أنها حموض. تعدى هذه الكواشف الحمضية التي نبحث عن شفع من الالكترونات كواشف الكتروفيلية (من اليونانية: محب للألكترون). ويكون التفاعل النموذجي للألكن هو الإضافة الالكتروفيلية، أو بكلمة اخرى إضافة الكواشف الحمضية.

وتبحث كواشف من نوع آخر هي الجذور الحرة عن الالكترونات ايضاً، وبالأخرى تبحث عن الكترون. وهكذا نجد ان الألكنات تخضع ايضاً إلى إضافة الجذر الحر.

تحتوي معظم الالكنات ليس فقط على الرابطة المزدوجة  كربون – كربون ولكن ايضاً على زمر الكيلية الأساس في بنية الالكان. على كل حال، بالإضافة إلى تفاعلات الإضافة التي تميز الرابطة المزدوجة كربون – كربون فإن الالكنات يمكن أن تخضع إلى تفاعلات استبدال الجذر الحر المميزة للألكانات.

هنالك كواشف يمكن أن تضاف إما على شكل حموض او جذور حرة، وتكون النتائج مختلفة وملفتة للنظر، توجد كواشف قادرة على الإَضافة إلى الرابطة المزدوجة، وكذلك تسبب الاستبدال. سوف نرى كيف يمكن باختيارنا للشروط ان نقود هذه الكواشف إلى مسار تفاعل معين – إضافة أو استبدال نوكليوفيلي أو جذر حر – نرغب في اتباعه.

تعدل زمر الالكيل المرتبطة إلى ذرات كربون الرابطة المزدوجة من تفاعلات الرابطة المزدوجة، كما ان الرابطة المزدوجة تعدل من تفاعلات الزمر الالكيلية. وسوف نرى هذه التعديلات وإذا كان ممكناً سنرى كيف تفسر.

شفع : زوج