カルボカチオン転位について

諸言

アルケンの求電子付加がカルボカチオン機構であることは、どうしたら分かるか?

正確なことはわかっていない。

ここで考える機構は、既知の事実と全て完全に一致していることを示すことだ。

あらゆるデータが満足に説明されれば、その機構は多分正しいといえる。

基礎知識

カルボカチオン機構を支持する最も有力な証拠の一つに、アルケンとHXとの反応の過程で構造の転位がしばしば起こることがある。

例1 3ーメチルー1ーブテンとHClの反応

3ーメチルー1ーブテンとHClの反応の反応機構を示した

このように、期待される生成物2ークロロー3ーメチルブタンの他に、かなりの量の2ークロロ-2ーメチルブタンを与える。

反応を説明する

反応が1段階で起こるとすれば転位を説明することは難しい。

反応が数段階で起こるとすれば、転位を容易に説明できる。

転位を行うのは中間体であると考えれば、転位の機構が分かるのだ。

例えば、3ーメチルー1ーブテンのプロトン化で生じる第二級カルボカチオン中間体がヒドリド移動によってより’安定な第三級カルボカチオンに転位する。

3ーメチルー1ーブテンのプロトン化で生じる第二級カルボカチオン中間体がヒドリド移動によってより’安定な第三級カルボカチオンに転位することを示した

カルボカチオンの転位は電子対を伴ったアルキル基の移動によっても起こる。

例えば、3、3ージメチルー1ーブテンとHClの反応は、転位しない3ークロロー2、2ージメチルブタンと転位した2ークロロー2、3ージメチルブタンの混合物を与える。

この例では、第二級カルボカチオンがメチル基の移動によってより安定な第三級カルボカチオンに転位している。

第二級カルボカチオンがメチル基の移動によってより安定な第三級カルボカチオンに転位していることを示した

これら二つのカルボカチオン転位の類似性に注意しなければならない。

どちらもH、CH3が電子対を伴って正に荷電した隣の炭素に移動している。

また、どちらも安定なカルボカチオンが安定なイオンに転位している。

問題を解いてみる

1

問題1の画像

このように反応機構が描ける。

問題1のカルボカチオン転位を示した画像

2

問題2の画像

このように反応機構が描ける。

問題2のカルボカチオン転位を示した画像

3

問題3の画像

このように反応機構が描ける。

問題3のカルボカチオン転位を示した画像