المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Hydroboration-oxidation  
  
1317   03:32 مساءً   date: 19-9-2020
Author : University of Missouri System
Book or Source : Organic Chemistry
Page and Part : .................

Hydroboration-oxidation

Hydroboration-oxidation is a two step pathway used to produce alcohols. The reaction proceeds in an anti-Markovnikov manner, where the hydrogen (from BH3 or BHR2) attaches to the more substituted carbon and the boron attaches to the least substituted carbon in the alkene double bond. Furthermore, the borane acts as a Lewis acid by accepting two electrons in its empty p orbital from an alkene that is electron rich. This process allows boron to have an complete octet.  The hydroboration mechanism has the elements of both hydrogenation and electrophilic addition and it is a stereospecific (syn addition), meaning that the hydroboration takes place on the same face of the double bond, this leads cis stereochemistry.

Hydroboration-oxidation of alkenes has been a very valuable laboratory method for the stereoselective and regioselective addition of alkenes, without any rearrangement.

The borane complex

Borane itself exists naturally as a very toxic gas in the form of a dimer with the general formula B2H6 (diborane), which ignites spontaneously in air. Borane is commercially available in ether and tetrahydrofuran (THF).  In these solutions the borane exists as a Lewis acid-base complex, which allows boron to have an complete octet.

THF.bmp

The mechanism

Elementary step #1

  • Part #1: Hydroboration of the alkene. In this first step the addition of the borane to the alkene is initiated and proceeds as a concerted reaction because bond breaking and bond formation occur at the same time. This step involves the vacant 2p orbital of the boron electrophile pairing with the electron pair of the π-bond of the alkene nucleophile.
concerted reaction 1.bmp

Transition state

TRANSITION STATE FINAL 2 (2).bmp

* Note that a carbocation is not formed. Therefore, no rearrangement takes place.

  • In the product, the boron has added to the less substituted carbon of the alkene, which then places the hydrogen on the more substituted carbon. Both, the boron and the hydrogen add simultaneously on the same face of the double bond (syn addition).
borination step 2.gif

Oxidation of the trialkylborane by hydrogen peroxide

You will not be required to know this part of the mechanism for this course, but further information is available in the links below.

Stereochemistry of hydroboration

The hydroboration reaction is among the few simple addition reactions that proceed cleanly in a syn fashion. As noted above, this is a single-step reaction. Since the bonding of the double bond carbons to boron and hydrogen is concerted, it follows that the geometry of this addition must be syn. Furthermore, rearrangements are unlikely inasmuch as a discrete carbocation intermediate is never formed. These features are illustrated for the hydroboration of α-pinene.

image

Since the hydroboration procedure is most commonly used to hydrate alkenes in an anti-Markovnikov fashion, we also need to know the stereoselectivity of the second oxidation reaction, which substitutes a hydroxyl group for the boron atom. Independent study has shown this reaction takes place with retention of configuration so the overall addition of water is also syn.

The hydroboration of α-pinene also provides a nice example of steric control in a chemical reaction. In the less complex alkenes used in earlier examples the plane of the double bond was often a plane of symmetry, and addition reagents could approach with equal ease from either side. In this case, one of the methyl groups bonded to C-6 (colored blue in the equation) covers one face of the double bond, blocking any approach from that side. All reagents that add to this double bond must therefore approach from the side opposite this methyl.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .