إضافة نيوكليوفيلية

في الكيمياء العضوية ، يُعرف تفاعل الإضافة النيوكليوفيلية ( AN ₎ بأنه تفاعل إضافة يتفاعل فيه مركب كيميائي ذو رابطة ثنائية أو ثلاثية محبة للإلكترونات مع نيوكليوفيل ، مما يؤدي إلى كسر هذه الرابطة. وتختلف الإضافات النيوكليوفيلية عن الإضافات الإلكتروفيلية في أن الأولى تتضمن استقبال المجموعة التي تُضاف إليها الذرات لأزواج من الإلكترونات، بينما تتضمن الثانية منح المجموعة لأزواج من الإلكترونات.

تُؤدي تفاعلات الإضافة النيوكليوفيلية للنيوكليوفيلات مع الروابط الثنائية أو الثلاثية الإلكتروفيلية (روابط باي) إلى تكوين مركز كربون جديد برابطتين أحاديتين إضافيتين، أو روابط سيجما. ^{[ 1 ]} وتُظهر إضافة النيوكليوفيل إلى الروابط الثنائية أو الثلاثية بين الكربون وذرات أخرى، مثل >C=O أو -C≡N، تنوعًا كبيرًا. هذه الأنواع من الروابط قطبية (توجد فروق كبيرة في السالبية الكهربية بين الذرتين)؛ وبالتالي، تحمل ذرات الكربون شحنة موجبة جزئية. وهذا ما يجعل الجزيء إلكتروفيلًا، وذرة الكربون هي المركز الإلكتروفيلي؛ وهذه الذرة هي الهدف الأساسي للنيوكليوفيل. وقد طوّر الكيميائيون نظامًا هندسيًا لوصف اقتراب النيوكليوفيل من المركز الإلكتروفيلي، باستخدام زاويتين، هما زاوية بورغي-دونيتز وزاوية فليبين-لودج، نسبةً إلى العلماء الذين درسوهما ووصفوهما لأول مرة. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

يُطلق على هذا النوع من التفاعلات اسم إضافة نيوكليوفيلية 1،2 . لا تُشكل الكيمياء الفراغية لهذا النوع من الهجوم النيوكليوفيلي مشكلة، فعندما يكون كلا البديلين الألكيليين مختلفين، ولا توجد عوامل تحكم أخرى مثل التمخلب مع حمض لويس ، يكون ناتج التفاعل مزيجًا راسيميًا . تتعدد تفاعلات الإضافة من هذا النوع. وعندما يصاحب تفاعل الإضافة تفاعل حذف، يُسمى التفاعل تفاعل استبدال أو تفاعل إضافة-حذف .

عندما يُضاف نيوكليوفيل X− إلى ألكين ^، تكون القوة الدافعة هي انتقال الشحنة السالبة من X إلى نظام -C=C- غير المشبع الفقير بالإلكترونات . يحدث هذا من خلال تكوين رابطة تساهمية بين X وذرة كربون واحدة، بالتزامن مع انتقال كثافة الإلكترونات من الرابطة باي إلى ذرة الكربون الأخرى (الخطوة 1). ^{[ 1 ]} خلال تفاعل ثانٍ مُدمج أو معالجة لاحقة (الخطوة 2)، يتحد الكربانيون الناتج سالب الشحنة مع إلكتروفيلي Y لتكوين الرابطة التساهمية الثانية.

عادة ما تكون الألكينات غير المستبدلة وغير المتوترة غير قطبية بما يكفي للسماح بالإضافة النيوكليوفيلية، ولكن هناك بعض الاستثناءات المعروفة.

تؤدي طاقة الإجهاد في الفوليرين إلى إضعاف روابطها المزدوجة ؛ والإضافة إلى ذلك هي تفاعل بينجل .

تسمح الروابط المجاورة لمجموعة بديلة ساحبة للإلكترونات (مثل مجموعة الكربونيل أو النتريل أو الفلوريد ) بسهولة بالإضافة النيوكليوفيلية. في هذه العملية، وهي الإضافة المرافقة ، يُضاف النيوكليوفيل X في الموضع β إلى المجموعة البديلة، لأن هذه المجموعة البديلة تُثبّت الشحنة السالبة للمنتج بشكل استقرائي . على الرغم من أن المجموعات البديلة العطرية عادةً ما تكون محبة للإلكترونات ، إلا أنها قد تُثبّت الشحنة السالبة أحيانًا؛ على سبيل المثال، يتفاعل الستايرين في التولوين مع الصوديوم لإنتاج 1،3-ثنائي فينيل بروبان: ^{[ 8 ]}