Реакции замещения водорода в алканах

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 18:41 | 12.12.2018 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Реакции замещения водорода в алканах. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Такие реакции алканов, как слабых $C-H$ кислот, протекающие, в отличии от выше рассмотренных реакций, по механизму $S_E2$, удается реализовать только в крайне жестких условиях с применением суперкислых сред. Так, обмен водорода метана, идущий по $S_E2$-механизму, включает в себя атаку протона по связям $C-H$ с образованием ионов метония ($CH_{5}^{+}$) в переходном соединении:

Рисунок 9.

Ионы метония могут разлагаться по трем возможным путям: первый путь (1) приводит к образованию исходный соединений (обратная реакция), второй путь (2) приводит к образованию продукта водородного обмена, третий путь (3) приводит к образованию метильных катионов и молекулы водорода. Но образующийся метил-катион неустойчив и в условиях реакции он может реагировать со второй молекулой метана, образовывая более устойчивый трет-бутильный катион:

Рисунок 10.

Таким образом в результате такой реакции практически весь исходный метан в конце концов, превращается в водород и трет-бутильный катион.

Металлоорганические соединения, в которых содержаться $\sigma$-связи металл-углерод, сыграли ключевую роль в экспериментальных исследованиях механизмов $S_E$-реакций. Это связано с тем, что такие связи металл-углерод способны расщепляться под действием самых разнообразных электрофилов - воды, кислот, галогенов, ацилгалогенидов, солей диазония и т.п.

Основные реакции большинства важнейших металлоорганических соединений описываются в отдельных разделах, здесь же будут рассмотрены реакции, при помощи которых проводилось исследование механизмов и стереохимии электрофильного замещения. К этим реакциям относятся протодеметаллирование, галогенодеметаллирование и замещение металла на металл:

1. Реакции протодеметаллирования:

   $R-M + H-Nu \to RH + MNu$

2. Реакции галогенодеметаллирования:

   $R-M + Hal-Nu \to RHal + MNu$

3. Реакции замещения металла на металл и реакции замещения протона на металл (металлирование)

   $R-M + M'-Nu \to RM' + MNu$

Подробно все эти виды реакций будут рассмотрены в отдельных главах, сдесь же будут приведены лиш их краткие характеристики.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Реакции замещения водорода в алканах, 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.