反応は、誘導効果、共鳴効果、超共役、エレクトロマー効果などのさまざまな要因の影響を受けます。同様の式と構造を持つ化合物は、これらの効果に対して異なる反応を示す可能性があります。これらすべての効果の中で、エレクトロメリック効果は最も重要なものです。エレクトロメリック効果は、試薬がパイ結合化合物を攻撃するときのパイ電子のシフトです。そして、この全体的なシフトが極性を生み出します。この記事では、エレクトロメリック効果の種類について説明します。
エレクトロメリック効果とは?
エレクトロメリック効果は、求電子剤と好中球の影響による pi 電子の完全な移動として定義できます。可逆反応です。これは、試薬が多結合分子を攻撃するときに発生するつかの間の反応であり、2 つの原子間の結合の 1 つに pi 電子が完全にシフトします。攻撃試薬が除去されると、効果はなくなります。
この効果にも特定の方向はなく、常に反応を優先します。エレクトロメリック効果は、電子攻撃試薬が存在する場合にのみ見られます。この効果は、一般に +E 効果としても知られています。曲線矢印表記は、ある場所から別の場所への電子の移動を表すためにも使用されます。
反応のシフトが起こるのはなぜですか?
エレクトロメリック効果のタイプに応じた電子のシフトの方向を以下に示します:
- 複数の結合で結ばれたグループが類似している場合、どちらの方向への遷移も可能です。
- 二重結合の末端で異なる基が結合している場合、誘導効果によって電子対のシフトが決まります。
エレクトロメリック効果のメカニズム:
二重結合と三重結合を持つ化合物が求電子試薬 E+ による攻撃を受けると、2 つの π 電子がいずれかの原子に移動します。この共有パイ電子のシフトは、分子内に双極子を生成します。
分子内の双極子の自発的な開始は、共有された pi 電子の移動によって促進されます。エレクトロメリック効果は、電子対の変位に従う矢印で表されます。
エレクトロメリック効果の特徴:
- これは、パイ電子が結合原子の 1 つに完全に移動する一時的な効果です。
- 少なくとも 1 つの多重結合を持つ有機化合物で機能します。
- この反応は、攻撃試薬が存在する場合に起こります。
- 攻撃試薬がない場合、効果は失われます。
エレクトロメリック効果の種類:
エレクトロメリック効果には、+E 効果と -E 効果の 2 種類があります。エレクトロメリック効果の種類は以下で説明されています。
+E エレクトロメリック効果:
+E 効果は、試薬を攻撃する場所が pi 結合の電子対に向かって移動するときに発生します。通常、酸がアルケンに付加されると発生します。この試薬は、移動が発生したときに電子対を獲得した原子に結合します。
この効果は、攻撃試薬が求電子剤である場合に見られ、パイ電子は正電荷を持つ原子に移動します。作業中の +E 効果の別の例は、エテンのプロトン化です。
-E エレクトロメリック効果:
-E 効果は、攻撃試薬が pi 結合の電子対から離れたときに発生します。攻撃試薬は、分子内で正に荷電した原子、つまり透過中に電子対を失った原子に結合します。
攻撃試薬が求核試薬である場合、-E 効果が発生し、攻撃試薬が結合しない原子に pi 電子が移動します。以下に示すように、カルボニル化合物への求核試薬の付加は、-E 効果の例です。
エレクトロメリック効果の例:
- CCl4 溶液中のアルケンと Br2 の反応。試薬の臭素がアルケンに近づくと一時的な分極が発生し、C2 原子が負電荷を獲得し、C1 原子が正電荷を獲得します。求電子剤 Br+ はアルケンを攻撃し、中間体として環状ブロモニウム イオンを生成します。次に、環状ブロモニウム イオンが Br によって攻撃され、隣接する二臭化物が生成されます。
- エレクトロメリック効果の別の例は、ハロゲン化水素の付加です。ハロゲン化水素は、求電子性水素と求核性水素の両方を持っています。求電子剤は二重結合を攻撃し、一連の pi 電子を吸収して、結果として生じる分子に結合します (カルボカチオン)。反応は求核試薬 (ハロゲン化物) によって完了し、新しい分子が形成されます。
- エレクトロメリック効果のもう 1 つの例は、求核付加反応です。この場合、負に帯電した求核剤がカルボニル分子に近づき、カルボニル基が分極し、求核剤が分子の正の中心を攻撃します。
- 求電子付加反応も別の例です。 H + のような求電子剤が、対称なアルケンまたはアルキンの炭素-炭素二重結合の分極を引き起こす場合。
結論:
この記事では、エレクトロメリック効果について詳しく説明します。攻撃試薬が多重結合原子を攻撃するときのパイ電子のシフトは、エレクトロマー効果として知られています。エレクトロメリック効果は永続的ではありません。それは一時的な効果です。エレクトロメリック効果には、+E 効果と -E 効果の 2 種類があります。電子変位の一種として、誘導効果とともに考えられます。
