إضافة الالكنات . الديمرة  Addition of alkenes. Dimerization

يتحول الايزوبوتيلين في شروط مناسبة بوجود حمض الكبريت او حمض الفسفور إلى مزيج من الكيني صيغتها الجزيئية C₈H₁₆ وعند هدرجة اي من الالكنين ينتج نفس الالكان -4, 2, 2 –ثلاثي متيل البنتان  هذا يعني ان الالكنين متماكبان ويختلفان فقط في موضع الرابطة المزدوجة. (مسألة : هل يمكن ان يكونا عوضاً عن ذلك مماكبين هندسيين؟ ) وعندما درسا  وجد ان هذين الالكين لهما البنى المبينة:

بما أن الألكانات المنتجة تحوي تماماً ضعف عدد ذرات الكربون والهيدروجين الموجودة في ايزو البوتيلين الأصلي، لذلك تعرف باسم ديمرات (ألجزءان) (mer = جزء ، di = مثنى) ايزو البوتيلين. ويدعى التفاعل بالديمرة. وتقوم الالكنات الاخرى بتفاعل ديمرة مشابهة.

لنر هل بإمكاننا استنباط آلية مقبولة لهذه الديمرة. هنالك عدد كبير جداً من الاوكنتات المتماكبة، فإذا قادتنا آليتنا إلى اثنين فقط من المماكبات المتشكلة، فهذا بنفسه يقدم دعماً كبيراً للآلية.

وبما ان التفاعل يحفز بالحمض، دعنا نكتب كخطوة (1) إضافة أيون الهيدروجين إلى ايزو البوتيلين لتكوين الكربوكاتيون، وطبعاً، سيكون الكاتيون الثاني، هو الايون المفضل.

يقوم الكربوكاتيون بالتفاعل التي توفر الالكترونات التي تلزم لإكمال الثمانية في ذرة الكربون المشحونة إيجابياً تعد الرابطة المزدوجة كربون – كربون مصدر ممتازاً للالكترونات ، ويمكن أن تساعد الكربوكاتيون الذي يبحث عن الالكترونات، لنكتب، بعدئذ، كخطوة (2) إضافة كاتيون البوتيل الثالثي إلى ايزو ابوتيلين، ومن حديد يكون توجيه الإضافة بحيث يحصل على الكاتيون الثالثي الأكثر استقراراً.

تؤدي الخطوة (2) إلى اتحاد جزيئين من ايزو البوتيلين الامر الذي هو بالطبع ضروري لتفسير المنتجات. ماذا يحتمل ان يفعل هذا الكربوكاتيون الجديد؟ قد نتوقع إمكانية ان يضاف إلى جزيء ألكن الكن آخر مؤدياً إلى جزيء اكبر. هذا ما يحدث فعلاً في شروط معينة، على كل حال، وفي الشروط الحالية، نعلم ان التفاعل يتوقف عند المركبات التي تحوي ثماني ذرات كربون، وتكون هذه المركبات ألكنات. من الواضح، ان الكربوكاتيون يقوم بتفاعل مألوف لدينا، وهو فقدان ايون الهيدروجين (الخطوة 3). ونظراً لإمكانية فقدان الهيدروجين من كربون موجود عند أحد طرفي الكربون المشحون إيجاباً، فإنه يمكن تشكل منتجين :

لقد وجدنا ان المنتجات المتوقعة اعتماداً على آليتنا هي تماماً نفسها التي حصلنا عليها فعلا. إن حقيقة ان باستطاعتنا جعل هذا التوقع على أساس الخواص الجوهرية للكربوكاتيونات كما نفهمها تعد طبعاً دعماً قوياً لنظرية الكربوكاتيونات كلها.

(د) ان يضاف إلى الالكن ليشكل كربوكاتيوناً أكبر.

لقد درسنا الديمرة، ليس فقط لأهميتها الكبيرة في الاصطناع – يصنع ايزو الاوكتان بطريقة جديدة ورخيصة – ولكن لنبين ايضاً ما تكشف عنه بشأن الكربوكاتيونات والالكنات . يعد ارتباط الكربوكاتيونات (او الانواع الشبيهة بالكربوكاتيونات) إلى منظومة الالكترونات π نوعاً من التفاعلات الجوهرية التي يمكن أن تصادف في كل من الكيمياء العضوية العادية – وفي شكل معدل – في علم نشوء الحياة ، اي في تسلسل التفاعلات التي يتشكل وفقها مركب ما في المنظومات الحية، النبات او الحياة.