6.16. Присоединение алканов. Алкилирование
Большие количества 2,2,4-триметилпентана, используе ого в качестве авиационного топлива, сегодня могут быть получены не только уже описанной реакцией димеризации, но и другим более дешевым способом. Изо-бутилен и изобутан реагируют в присутствии кислого катализатора, образуя 2,2,4-тркметилпентан, или «изооктан». Фактически эта реакция представляет собой присоединение алкана к алкену.
Общепринятый механизм этого алкилирования основан на изучении многих родственных реакций; стадия (3) — это реакция карбониевого иона, с которой мы еще не встречались.
Первые две стадии такие же, как и в реакции димеризации. На стадии (3) карбониевый ион вырывает атом водорода с его парой электронов (по существу, гидрид-ион) из молекулы алкана. Этот отрыв гидрид-иона приводит к образованию алкана с восемью атомами углерода, а новый карбониевый ион продолжает цепь.
Очевидно, отрыв водорода происходит таким образом, что скорее образуется третичный бутильный карбониевый ион, чем менее устойчивый первичный изобутильный карбониевый ион.
Это не первое знакомство с переносом гидрид-иона к электронодефи цитному атому углерода; такой перенос уже описан для 1,2-сдвигов, сопровождающих перегруппировки карбониевых ионов (разд. 5.21). Там перенос был внутримолекулярный (в одной молекуле), а здесь — межмолекулярный (между молекулами).
В гл. 19 описан гидридный перенос, имеющий важное значение в химии карбонильных соединений.
Теперь можно расширить список реакций карбониевых ионов. Карбониевый ион может:
а) отщеплять ион водорода с образованием алкена;
б) перегруппировываться в более устойчивый карбониевый ион;
в) соединяться с отрицательным ионом или другой основной молекулой;
г) присоединяться к алкену с образованием большего карбониевого иона;
д) отрывать гидрид-ион от алкана.
Карбониевый ион, образующийся в (б) или (г), может затем вступать в любую из реакций.
Таким образом, все реакции карбониевого иона заканчиваются одинаково: подается пара электронов для заполнения октета положительно заряженного углерода.
