Хидратиране на алкини

Ще разгледаме хидратирането на алкини. Ще започнем с този терминален алкин ето тук. Можеш да видиш, че има един водород от единия край на тройната връзка. От другата страна на тройната връзка да кажем, че имаме алкилова група, свързана с въглерода отдясно. Ще добавим вода, сярна киселина и живачен (II)сулфат. Ще хидратираме алкина. Виждали сме реакции на хидратиране и преди. Виждали сме хидартиране при алкените, където присъединявахме ОН– и Н+ при двойната връзка. Същото ще направим и тук. Ще присъединим Н+ и ОН–, този път при тройната връзка. ОН– винаги се присъединява при най-заместения въглерод. Виждали сме това в предишни видеа. Значи региохимията е по правилото на Марковников. Тук ще напиша съкратено Марк. Отделихме много време в обсъждане на правилото на Марковников в предишните видеа. Това означава, че това ОН– тук отдясно ще се присъедини към най-заместения въглерод, който сега е този въглерод отдясно, който е свързан с алкилова група ето тук отдясно. Н+ се присъединява при въглерода отляво. Сега тук има два водорода отляво. Присъединихме Н+ и ОН–. Присъединихме вода към тройната връзка. Получаваме тази молекула като междинно съединение. Тази молекула си има специално име. Нарича се енол. Това "Е" идва от факта, че тук имаме двойна връзка, а "ОЛ" идва от факта, че това е алкохол. Заради това ОН. Този енол е междинното съединение в тази реакция. Но енолът не е най-стабилната форма на тази молекула. Тя всъщност ще се прегрупира. И ще получим кетон като продукт. Ще ти покажа механизма на това прегрупиране след минутка. Ще получим метилкетон от терминален алкин. Тази реакция се използва най-често, когато се цели получаването на метилкетон и започваш с тази тройна връзка тук. Сега да разгледаме една реакция. Ще започнем с терминален алкин. Ще поставя метилова група от тази страна на въглерода. Този терминален алкин ще реагира с вода, сярна киселина и живачен(II)сулфат. Да видим какво ще се случи. Ще се присъединят Н+ и ОН– при тройната връзка. ОН– ще се присъедини към най-земестения въглерод. Това е въглеродът отдясно. Тук имаме въглерод, свързан с двойна връзка с друг въглерод. Ще присъединим ОН към въглерода отдясно. Ще присъединим Н+ към въглерода отляво, така че сме присъединили вода към тройната връзка. И после имаме този друг водород при въглерода отляво, и тази метилова група отдясно. Това е нашият междинен енол. Ще направя тази молекула отново. Тази молекула е еквивалентна с тази молекула тук. Отсега нататък ще го записвам ето така. Това е нашата енолна форма. Този енол ще се прегрупира. Това не е най-стабилната форма на тази молекула. Да видим как ще се прегрупира този енол. Ще препиша енола тук долу. Ще си направя малко място. Значи това е моят енол. Поставям тук двойната връзка и несподелените електронни двойки. Този енол се намира в киселинна смес. Н2О и Н2SО4 ще отделят хидрониеви йони в разтвора, Н3О+. Тук наоколо ще плуват Н3О+ в разтвора, като хидроният изглежда ето така. Той, разбира се, може да отдаде протон. Тези пи-електрони ще се преместят тук и ще грабнат един протон. После тези електрони ще се преместят при кислорода. Тази киселинно-основна реакция е първата стъпка. Тук поставям знак за равновесие. Да видим какво се случва. Ще получим... това е нашият скелет. ОН досега още не участва. Тук ще добавим един протон при този въглерод отляво на двойната връзка. Сега да видим кои електрони ще се преместят. Електроните в пи-връзката, която от тези връзки е пи-връзка. Тези електрони ще се преместят и ще образуват връзка с този протон. Значи взимаме една връзка от този въглерод ето тук. Имаме двойна връзка, която взе връзка от този въглерод. При това този въглерод ще получи положителен заряд. При този въглерод има формален заряд +1. Можем да напишем резонансна структура на това междинно съединение. Ще поставя резонансни скоби и резонансни стрелки. Какво ще стане с несподелените електронни двойки, за да споделят този положителен заряд? Можем да вземем една от тези несподелени електронни двойки и да я преместим тук, където ще се образува двойна връзка между този въглерод и кислорода. Хайде да направим това. Тук се образува двойна връзка между въглерода и кислорода. Сега имаме само една несподелена електронна двойка при този кислород отгоре. И ако помислим какво се случи с формалния заряд, той всъщност се премести тук при този кислород. Сега този кислород има формален заряд +1. Това е резонансна структура. Ще запазя този водород тук. Това е резонансната структура на тази молекула отляво. Но кислородът не обича да има положителен заряд. Има ли някакъв начин този кислород да се отърве от положителния заряд? Разбира се, че има. Наоколо има вода. Водата ще действа като основа. Една несподелена електронна двойка от водната молекула ще присъедини този протон, просто този протон, който ще остави два електрона при кислорода. Отново имаме реакция на киселина с основа. Сега ще покажа, че тази реакция е в равновесие. Поставям стрелките за равновесие ето така. И сега имам кислород. Той имаше само една несподелена електронна двойка. Сега има две несподелени електронни двойки. И сме готови. Получихме нашия кетон. Това е ацетон, най-простият кетон. Значи имаме кето-форма на продукта. Това е кето-формата на продукта във вида на кетон. И после тук имаме нашия енол. Кетонната и енолната форма се наричат тавтомери помежду си. Те са в равновесие помежду си, като преминават от едната в другата. В този случай използваме киселина, която катализира прехода. Това се нарича киселинно- катализирана тавтомеризация. Ето така. Имаме преминаване между кетонната и енолната форма. Ще чуваш това често и като кето-енолна тавтомеризация. Кето и енолната форма са в равновесие помежду си. Равновесието фаворизира кето-формата. Това е по-стабилната форма. Това е по-стабилно, така че този въглерод, който е свързан с двойна връзка с кислорода в кето-формата, е по-стабилен от въглерода, свързан с двойна връзка с друг въглерод в енолната форма. Всъщност променяме един протон и една пи-връзка при това равновесие. Като това е киселинно-катализиран вариант на механизма. В следващото видео ще видим много подобна реакция, където имаме тавтомеризация, катализирана от основа.