[서강대 유기화학실험 A+ 레포트] Exp7.Electrophilic addition of alkyne

소개글

"[서강대 유기화학실험 A+ 레포트] Exp7. Electrophilic addition of alkyne"에 대한 내용입니다.

목차

1. Title
2. Purpose
3. Theory
4. Reagent and apparatus
5. Procedure
6. Caution
7. Data & Results
8. Discussion
9. Conclusion
10. Reference

본문내용

1. Title : Preparation of 3-methyl-3-hydroxy-2-butanone
2. Purpose : Markovnikov’s Rule에따라 alkyne에 첨가반응하고, 합성한 결과 물질을 세가지 방법으로 분석한다.
3. Theory
1) Markovnikov’s Rule
러시아 화학자가 만들어낸 첨가반응 법칙으로, 비대칭인 double bond에 H+가 첨가될 때 더 많은 수소를 가지는 탄소 원자에 H+가 첨가되는 rule이다. 일반화를 하면, 알켄에 친전자성 첨가 반응이 발생할 때 보다 안정한 중간체를 형성하는 방법으로 친전자체가 첨가된다 말할 수 있다. 2-methylbut-2-ene에 HBr이 첨가되는 반응을 보자.

<Figure 1. The addition of HBr to 2-methylbut-2-ene>
H+가 친전자체로 작용하는데, 2차 탄소에 첨가된다면 3차 탄소 양이온을, 3차 탄소에 첨가되면 2차 탄소 양이온을 중간체로 형성한다. 탄소 양이온의 안정성은 그 차수가 높을수록 증가하기에(3차>2차>1차>CH3) 보다 안정한 중간체인 3차 탄소를 형성하도록 친전차제가 첨가된다.
탄소 양이온에 붙어있는 alkyl group 개수가 많아질수록 그 안정성이 증가하는데 아래와 같은 이유 때문이다.
- Inductive effect: CH3가 H에 비해 전자밀도가 높아 전자를 (+) charge에 제공하면서 안정화시킴
- hyperconjugation: 탄소 양이온의 빈 p오비탈과 alkyl group 오비탈 간의 overlap으로 인해 안정화됨
2) Tautomerization
Enol form과 keto form 사이에 상호 전환하는 화학반응이다. 일반적으로 C=C 이중결합보다 C=O 이중결합의 결합 에너지가 더 크기에 더 안정하다. 그렇기에 평형은 keto form으로 치우치게 된다. 산, 염기 조건에서 keto-enol tautomerism의 메커니즘이 각각 다르게 나타난다.

참고 자료

Leroy G. Wade, Jr. Organic Chemistry, 9th edition, Pearson, 2016, 362~368, 556-564, 607-620
wilcox, 유기화학실험, 청문각, 1997, 81~87