Упражнения върху пренареждане на карбокатиони

В последното ни видео разглеждахме хидридна и метилова миграция, а сега ще направим малко упражнения за прегрупиране на карбокатиони. Да започнем с този карбокатион. Тук при този въглерод имаме формален заряд плюс едно, като този положително зареден въглерод е свързан с два други въглерода, така че това е вторичен карбокатион. Да помислим какво може да мигрира тук евентуално. Първо да изберем един от двата водорода при този въглерод тук, и да кажем, че единият от тях ще участва в хидридна миграция. Това ще бъде първият вариант. Взимаме този водород и тези два електрона в хидридна миграция и ги преместваме при този въглерод ето тук. Ще покажа какво ще се получи. Показвам пръстена, после поставям метиловата група ето тук отдясно. Вече знаем, че тук имаше водород, при този въглерод, който означавам в цикламено. Ще добавя този водород. И хидридът в червено ще се премести при този въглерод. Ще добавя тук този като водородът в червено. Това ни оставя един водород, който ще оцветя в зелено, при този въглерод в зелено. И да кажем, че това е този въглерод в зелено и при него е останал един водород. Взимаме тази връзка от този въглерод в зелено, така че сега този въглерод има формален заряд +1. Значи имаме формален заряд +1 при този въглерод. Все още имаме вторичен карбокатион. Въглеродът в зелено е свързан с два други въглерода, така че това е вторичен карбокатион, което не е подобрение спрямо първоначалния вторичен карбокатион. Сега можем да го начертаем и така. Ще поставя всички водородни атоми, но когато се упражняваш достатъчно, няма да ти е нужно да поставяш всички водороди. Можеш да мислиш само за хидридната миграция, като тук е метиловата група, при което се образува карбокатион при този въглерод. Когато правиш това за първи път, е хубаво да добавиш всички водороди просто за упражнение. Добре, да разгледаме варианта с метилова миграция, защото тази хидридна миграция не е много подходяща, затова да преместим тази метилова група при този въглерод в цикламено. Ще покажа какво ще се получи. Това е нашият пръстен и преместваме метиловата група в червено при този въглероден атом. Тук ще направя СН3 в червено. Този въглерод вече има един водород, ще поставя тук водорода, който си беше при този въглерод, отнемаме една връзка от него, този въглерод ще направя в синьо. Значи този въглерод в синьо губи тази СН3-група, но тук първоначално имаше водород, който ще поставя. Тук имаше водород, който ще направя в синьо, той все още си е тук. Но ние отнемаме една двойка електрони от този въглерод в синьо, което означава, че този въглерод в синьо има формален заряд +1. Това пак е вторичен карбокатион. Този въглерод в синьо е директно свързан с два други въглерода, така че това е вторичен карбокатион, което пак не е подобрение спрямо първоначалния карбокатион. Също така, вместо да пишем формулата на карбокатиона ето така, с всички тези връзки, можеш просто да покажеш метиловата група ето тук, а после формалният заряд +1 при този въглерод. Какво ни остава още? Какъв вариант ни остава? Можем отново да опитаме хидридна миграция, но вместо някой от водородите отляво можем да вземем водорода отдясно, този в синьо. Така че да опитаме хидридна миграция с този водород. Този водород и тези два електрона ще се преместят при този въглерод в цикламено. Хайде да покажем какво ще се получи. Имаме нашия пръстен, метиловата група е ето тук. Водородът в синьо току-що се премести тук, така че ще го направя в синьо, за да се различава, тук е водородът, и тези два електрона се преместиха. Тук вече имаше водород при този въглерод, поставям първоначалния водород, и взимаме една двойка електрони от този въглерод в синьо. Това тук е въглеродът в синьо, което означава, че тук е нашият карбокатион. Тук има формален заряд +1. Сега да видим получения карбокатион. Въглеродът в синьо е директно свързан с един, два, три други въглеродни атома. Следователно това е третичен карбокатион. От предишното видео знаем, че третичният карбокатион е по-стабилен от вторичния карбокатион. Значи това е прегрупирането, което ще се случи. Преминаваме от вторичен карбокатион в третичен карбокатион чрез миграция на хидрид. И точно както в предишния пример, не е нужно да показваме водородните атоми. Показваме само третичния карбокатион, а пропускаме тези водороди. Поставям метиловата група тук и формален заряд +1 при този въглерод. Третичният карбокатион е по-стабилен от вторичните. Хайде да решим още една задача за прегрупиране на карбокатиони. Тази всъщност е по-лесна от предишната. Това е карбокатионът, въглеродът с формален заряд +1 е свързан директно с два други въглерода, затова е вторичен карбокатион. Да видим какви прегрупирания са възможни тук. Знаем, че този въглерод има два водорода, така че можем да опитаме миграция на хидрид с един от тези водороди. Един от тези водороди и тези два електрона могат да участват в миграция на хидрид и да се преместят при този въглерод. Сега ще го покажа как може да стане. Това е пръстенът, поставям двете метилови групи, които са свързани с този въглерод. Водородът в червено сега е този водород. Ще направя този в червено, и ще оцветя тези два електрона. Това би се преместило при нашата миграция на хидрид. Това се премества при този въглерод тук горе в цикламеното. Знаем, че тук има един водород, свързан с този въглерод в цикламено, още от самото начало, нали? Ще поставя този първоначален водород при въглерода в цикламено. Взимаме двойка електрони от този въглерод, затова ще направя този въглерод в зелено. Но тук все още имаме водород, свързан с този въглерод. Въглеродът в зелено е ето този, като все още има водород, свързан с него, но тъй като отнехме една електронна двойка от него, това означава, че ще има формален заряд +1, тук при този въглерод в зелено. Въглеродът в зелено е свързан директно с два други въглерода, така че получаваме вторичен карбокатион, което не е подобрение спрямо нашия първоначален вторичен карбокатион. Не сме увеличили нашата стабилност. Запомни, че можем да не показваме всички тези водороди, просто за да се вижда по-лесно. Имаме нашите метилови групи и формален заряд +1 при този въглерод. Сега да пробваме друг вид прегрупиране. Ако разгледаме този въглерод тук в синьо, имаме тези две метилови групи. Можем да направим миграция на метилова група с една от тези метилови групи. Да вземем тази СН3-група и да я преместим при въглерода в цикламено. Да опитаме миграция на метилова група, правя нашия пръстен. Едната от метиловите групи ще остане при въглерода в синьо. Ще го оцветя тук. Значи това е въглеродът в синьо, а това е метиловата група, която остава. Другата метилова група се премества при този въглерод. Ще я поставя тук, тази СН3-група, ще го оцветя това в синьо. Това е метиловата група, която мигрира, ето тази тук. И отново, този въглерод в цикламено, той първоначално имаше водород, така че поставям тук този водород. Обърни внимание, че отнехме една връзка от този въглерод в синьо, така че този въглерод в синьо получава формален заряд +1. Ако искаме да определим какъв карбокатион е това, въглеродът в синьо е свързан директно с един, два, три въглерода. Значи това е третичен карбокатион, за който знаем, че е по-стабилен от вторичния карбокатион. Значи това прегрупиране може да се случи. Имаме миграция на метилова група и се получава третичен карбокатион. Сега ще го направя тук без водородните атоми, така че можем да видим нещата малко по-добре, имаме тези метилови групи, и имаме формален заряд +1 при този въглерод.