Механизм гидратации карбонильных соединений

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 07:32 | 26.08.2014 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Механизм гидратации карбонильных соединений. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Механизм реакций гидратации альдегидов и кетонов подробно изучен, и его закономерности могут быть спроецированы на другие процессы нуклеофильного присоединения по карбонильной группе.

Реакции гидратации альдегидов и кетонов подвержены как кислотному, так и основному катализу. При кислотном катализе на первой, более быстрой, стадии происходит образование комплексов кислот с карбонильными группами, в которых резко усиливаются электрофильные эффекты карбонильных углеродов. Во второй, более медленной стадии, которая и определяет скорость всей реакции, к этим комплексам кислот с карбонильными группами присоединяется вода. Быстрое отщипление протонов от оксониевых интермедиатов завершает процесс:

1. 
   
   Рисунок 6.

2. 
   
   Рисунок 7.

3. 
   
   Рисунок 8.

Существует и альтернативный механизм, согласно которому предполагается эффект электрофильного катализа и нуклеофильные атаки в качестве согласованных процессов, в которых циклические переходные состояния включают три молекулы воды:

Рисунок 9.

Приводятся веские доводы в пользу механизма с согласованным путем, которые основаны на измерениях скоростей переноса протонова. Также следует отметить то, что по согласованному механизму реакции нуклеофильного присоединения могут протекать как в кислой, так и в основной среде. Для гидратации карбонильных групп в основной среде, роль оснований сводится к образованию из воды более реакционноспособного нуклеофильного агента - гидроксид-иона:

Рисунок 10.

Алкины при наличии катализаторов присоединяют воду и образуют карбонильные соединения. Промышленное значение приобрела реакция гидратации ацетилена, открытая в 1881 г. М. Г. Кучеровым, который установил, что присоединение воды к ацетилену происходит в среде 10%-го раствора $H_2SO_4$ при наличии 5% сульфата ртути. Продуктом реакции является уксусный альдегид:

Рисунок 1.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Механизм гидратации карбонильных соединений, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.