Tip:
Highlight text to annotate it
X
Prvně se podívejme na vrchní molekulu
vidíme, že má dvě dvojné vazby
Již víme jak takovou molekulu pojmenovat
Začneme číslováním zleva, nebo zprava
protože na tom v téhle mol. nezáleží
já začnu zprava
dostaneme 1, 2, 3 a 4
máme čtyřuhlíkatou molekulu
a buta bude kořen
dále máme dvě dvojné vazby, takže to bude dien
konkrétně butadien
první dvojná vazba (dále jen =) začíná na 1. uhlíku (dále C1)
a druhá = začíná na C3
takže 1,3- butadien
1,3- butadien je příkladem konjugovaného dienu
Termín konjugovaný naznačuje střídání jednoduché a dvojné vazby v molekule
Napíšeme si tady konjugaci
vidíme, že 1,3- butadien je konjugovaný
máme = následovanou - následovanou =
Konjugované molekuly jsou speciální, protože
pokud se zamyslíte *** každým uhlíkem v 1,3-butadienu
tak tenhle uhlík je sp2 hybridizovaný
tenhle uhlík je sp2 hybridizovaný
tenhle a ten další jsou taky sp2 hybridizované
takže máme 4 sp2 hybridizované uhlíky
Nakresleme si je tady doprava
Protože každý je sp2 hybridizovaný, každý z těch uhlíků má p orbital
Nakreslím tu p orbital na každý uhlík
a můžeme vidět, že p orbitaly přesně vedle sebe
čtyři p orbitaly vedle sebe znamenají
že některé z pi elektronů se rozprostřou přes celou molekulu
delokalizace těchto pi elektronů
nám zajistí přidanou stabilitu tohoto konjugovaného dienu
Co přesně se tu odehrává
přenechám videu o teorie molekulových orbitalů,
takže se těšte na další video na toto téma.
pro teď je důležité vědět, že celá struktura je trochu stabilnější
díky p orbitalům a sp2 hybridizovaným orbitalům naskládaných jeden vedle druhého.
Tenhle karbokationt dole je podobný, protože pokud se *** tím zamyslíme,
tenhle karbokationt je sp2 hybridizovaný
tenhle uhlíkje sp2 hybridizovaný
a tenhle uhlík je také sp2 hybridizovaný
každý z těchto uhlíků bude mít p orbital
a můžeme pro něj namalovat reznonanční strukuturu
Jen tady dám rezonanční závorky a šipku
můžeme si představit, jak se tyhle pi elektrony přesnují odtud doprava
Nakresleme si tedy výslednou rezonanční strukturu
pi elektrony se přesnuly doprava
což znaemná, že karbokationt je nyní na levém uhlíku
tenhle karbokationt je primární karbokationt,
což se normálně v organické chemii nestává
Rezonanční struktura tohohle karbokationtu je stabilizovaná
a nazýváme to alylický karbokationt
takže tohle je alylický karbokationt
je stabilnější, než obyčejný karbokationt, protože
pro něj můžete nakreslit rezonanční strukturu
a samozřejme můžete vnímat každý uhlík jako sp2 hybridizovaný
Nakreslíme si tady naše uhlíky
a každý uhlík je sp2 hybridizovaný, což znamená, že každý uhlík má p orbital
což znamená, že tyhle 2 pi elektrony jsou rozmístěné, tedy delokalizované
přes všechny 3 uhlíky
a částečný kladný náboj je rozmístěn i přes naše dva krajní uhlíky nakonci
v rezonančním hybridu
alylický karbokationt je stabilnější než obyčejný karbokationt
Nyní se podívejme na adiční reakci na konjugovaný dien
Uvidíte, že alylický karbokationt hraje hlavní roli v tomhle mechanizmu
podívejme se tedy na mechanismus adice na konjugovaný dien.
Začneme s 1,3-butadienem, který si nakreslíme zde
a k 1,3-butadienu si přidáme halogenvodík
Napíšeme zde H-X, kde X znázorňuje nějaký halogenid
a očíslujeme si 1,3-butadien
to máme 1, 2, 3 a 4
Reakci alkenů s halogenvodíky jsme již viděli předtím
a v této reakci pi elektrony sloužily jako báze (zásada)
a odebraly proton (H+) z halogenvodíku
Tady to bude úplně stejné.
Pi elektorny mezi 1 a 2 budou sloužit jako zásada
tyhle pi elektrony odeberou proton
a tyhle elektrony se takhle přemístí na halogenid
Teď vyvstává otázka kam se H+ naváže?
H+ může jít buď k uhlíku 1, nebo 2
Pojďme si prve ukázat, jak se H+ přidá k uhlíku 1
přidám proton tady k C1
Stále máme dvojnou vazbu mezi 3. a 4. uhlíkem
Jenom jsme odebrali vazbu z C2, takže to bude místo, kam náš karbokationt půjde
Měli byste si všimnout, že karbokationt je alylický.
Tenhle uhlík má na sobě nyní kladný náboj a uhlík 2,
který je hned vedle sp2 hybridizovaného uhlíku tady
a sp2 hybridizovaného uhlíku tady.
To máme allylický karbokationt
Je to také sekundární allylický karbokationt
Teď si ukážeme co by se stalo kdyby se proton navázal na C2
ukážeme si to tady
Představme si, že se proton přidá na 2. uhlík
ukážu to tady
Právě jsem odebral vazbu z uhlíku 1
což znamená, že můj karbokationt je na uhlíku 1
Tohle je primární karbokationt
Tenhle C1 má na sobě kladný náboj
Tenhle primární karbokationt je vázán pouze k jednomu dalšímu uhlíku
Ten vázaný uhlík ale nemá p orbital, takže není sp2 hybridizovaný
takže to není allylický karbokationt
je to primární karbokationt, který není stabilizován pi elektrony
takže se nevytvoří
H+ (proton) se v tomto případě tedy nikdy nenaváže na uhlík 2 (C2)
V tomhle mechanismu uvidíte proton se vázat pouze na C1
což vytváří stabilizovanou rezonanční strukturu sekundárního allylického karbokationtu
Pojďme nyní k dalšímu kroku rekace
Měli jsme halogenid s 3 volnými elektornovými páry (VEP), který zrovna přibral do party další VEP
takže máme halogenidový aniont (X-)
Náš halogenidový aniont je negativně nabitý
což znamená, že se bude chovat jako nukleofil (má rád +)
Můžeme mít nukleofily a elektrofily
Opačné náboje (+-) se přitahují
a VEP na našem halogenidovém aniontu (X-) bude napadat karbokationt (+)
s úmyslem vytvořit novou vazbu
pokud nukleofil napadne uhlík 2
budu stále mít proton (H+) na uhlíku 1
a náš halogenid se právě přidal na uhlík 2
A pořád máme dvojnou vazbu mezi uhlíky 3 a 4
Jenom si je tady znova očísluji
1, 2, 3 a 4
Zrovna jsem ukázal, jak se proton přidává na uhlík 1
a halogenid na uhlík 2
tohle je 1,2 "komplex" (nepodařilo se mi najít český překlad slova adduct, ale komplex vpodstatě odpovídá pozn.př.)
Pro adiční reakci na konjugovaný dien
je tohle jeden z možných produktů, který se může vytvořit
1,2 komplex, kde se proton přidal na uhlík 1
a halogenid na uhlík 2
Pokud se vrátíme zpět k allylickému karbokationtu
víme, že pro něj můžeme nakreslit rezonanční stkrukturu
Pojďme to vyzkoušet
Tohle obnáší vzít tyhle pi elektrony
a posunout je zde
Pokud bych měl nakreslit výslednou rezonanční strukturu
naše pi elektrony se posunuly mezi uhlík 2 a 3
Odebral jsem vazbu z uhlíku 4
což je místo, kde se naš karbokationt vyskytuje nyní
Zamysleme se co se stane potom
stále máme halidový aniont s -1 formálním nábojem
Tentokrát, když se halogenidový aniont chová jako nukleofil (je -, tkaže přitahuje +)
napadne elektrofil (je +, přitahuje -), který je nyní na uhlíku 4
Výsledek napadení nukleofilem vypadá takto
přidal jsem proton na uhlík 1
Máme dvojnou vazbu mezi uhlíky 2 a 3
a halogenid přidaný na uhlík 4
Nakreslím zde volné elektronové páry
pokud očísluji naši molekulu 1, 2, 3 a 4
můžeme vidět, že jsem přidal proton na C1 a halogenid na C4
takže tohle je 1,4 adice
1,4 "komplex" je náš produkt
Jenom tady dodělám rezonanční závorky
Krásně tady vidíme, že když vznikne allylický karbokationt
můžou vzniknout dva rozdílné produkty díky rezonanční struktuře
můžete dostat 1,2 produkt a 1,4 produkt
je nezbytné brát oba produkty v potaz
V dalším videu udělám příklad adiční reakce
dvou konjugovaných dienů (přeložil Robin Nemeth)