복습 정리 노트

알켄에 BH3.THF(BH3와 THF가 형성하는 complex를 의미합니다.)를 처리하고 이후 H2O2와 -OH를 처리해주면 수소화붕소첨가 산화반응이 일어나며 생성물로 알코올이 생성됩니다. 이 때 BH3.THF가 굳이 아니더라도 BH3를 제공할 수 있는 complex이기만 하면 상관없습니다. 대표적인 complex로는 B2H6가 있습니다. 수소화붕소첨가 산화반응을 진행하면 알켄의 이중결합이 깨지고 수소와 OH가 syn 첨가되는 것을 확인할 수 있습니다. 이 때 입체중심이 존재한다면 라세미 혼합물의 형태로 생성물이 나오게 됩니다. 반응의 메커니즘은 위와 같은데, 먼저 BH3가 complex로부터 분리되어 위처럼 배치되면, 알켄의 이중결합과 BH3의 공유결합이 동시에 깨지면서 H와 BH2가 서로 이웃한 탄소..

옥시수은화환원반응은 Oxmercuration + Reduction이 두 차례에 걸쳐 일어나며, 이 과정을 거쳐 알켄을 알코올로 만들어주는 반응입니다. 예를 들어 위와 같은 반응이 어떻게 일어나는지 메커니즘을 살펴봅시다. 먼저 알켄의 이중결합의 전자쌍이 Hg와 결합을 하고 이 때 Hg(OAc)2에서 OAc가 전자쌍을 가져가며 +HgOAc만 결합에 참여합니다. 이후 삼각 고리가 형성되고 약친핵체인 H2O가 치환기가 많은 쪽을 공격하여 SN2가 일어납니다. (Markovnikov's rule) 그 다음 HgOAc가 남아있는데, 이것은 NaBH4라는 환원제를 이용하여 날려주고 H가 붙도록 해줍니다. 위와 같은 반응은 어떻게 일어날지 생성물을 예측해봅시다. 약친핵체인 H2O가 치환기가 많은 쪽을 공격한다는 성질만..

알켄에 산을 가해 알코올로 반응시킬 수 있습니다. 이 때 산의 농도가 낮고, 저온이어야 생성물이 잘 얻어집니다. 그 이유인즉슨 SN1(첨가 반응)이 묽은 산과 저온의 환경에서 잘 발생하기 때문입니다. 따라서 산의 농도가 진하고 고온일 경우 다시 알켄으로 돌아가는 비율이 높아집니다. 참고로 알켄 제법 중 산촉매탈수반응(dehydration)이 이 산촉매수화반응의 역반응에 해당하고, 말 그대로 산촉매탈수반응을 거꾸로하여 알코올을 얻어내는 것이 위의 반응입니다. 반응은 대략 위처럼 나타납니다. 산으로 사용될 수 있는 물질에는 황산, 인산과 같은 산을 비롯하여 MsOH, TsOH, AcOH와 같은 양성자를 잘 내놓는 산이면 무엇이든 사용 가능합니다. 생성물에 Racemic mix를 표시하지 않은 이유는 위의 생..

할로하이드린 반응은 알켄에 할로젠 화합물 X2가 첨가되고 그 때 용매가 H2O와 같은 약친핵체일 때 할로하이드린이 생성되는 반응입니다. 할로하이드린이란 이웃한 탄소에 각각 할로젠 원소와 OH가 첨가된 분자를 말합니다. 이전 포스트의 할로젠화반응(Halogenation)과 다른 점이 있다면 이웃자리에 모두 할로젠 원소가 첨가되는 것이 아닌, 둘 중 한 자리에는 친핵체가 첨가된다는 것입니다. 이 때 할로젠 화합물뿐만이 아니라 첨가 가능한 Cl을 제공해주는 NCS나 첨가 가능한 Br을 제공해주는 NBS 등도 사용이 될 수 있습니다. 예시를 보여주면 위와 같이 알켄이 존재할 때 용매가 H2O인 상태에서 Br2를 첨가하여 이웃한 탄소에 서로 Br와 OH가 anti 첨가된 것을 확인할 수 있습니다. 이 때 생성물은..

할로젠화반응은 할로젠 원소로 이루어진 화합물이 알켄에 가해져서 이웃자리이할로젠화물을 생성하는 반응입니다. 이 때 이웃자리이할로젠화물은 말 그대로 이웃한 탄소에 할로젠 원소가 각각 첨가된 형태로 생각하면 됩니다. 가장 대표적 예시로 위와 같은 반응물에 Br2를 반응시키면, 오른쪽과 같은 생성물 + 생성물에 대한 거울상이성질체가 생성됩니다. 이 때 같은 비율로 생성되기 때문에 라세미 혼합물 형태로 생성될 것을 예상할 수 있습니다. 메커니즘은 위와 같습니다. 먼저 알켄의 전자쌍이 할로젠 원소에 제공되면서 할로젠 원소를 붙이고, 음이온이 된 할로젠 원소의 전자쌍이 다시 양이온 탄소에 제공되며 양쪽으로 결합을 형성합니다. 이후 남은 할로젠 음이온이 SN2 반응을 일으켜 결합 하나를 분리시키고 anti 첨가가 완결..

라디칼첨가반응은 메커니즘 자체의 중요성은 다른 반응에 비해 많이 적지만, 어쨌든 알켄에 HX를 첨가하여 알킬할라이드를 생성할 수 있다는 점에서 중요합니다. 촉매는 ROOR과 빛 에너지 등이 사용되고, 대표적으로 과산화수소(H2O2)가 사용됩니다. 예를 들면 위와 같은 반응이 있을 수 있습니다. 중간체가 안정한 탄소 양이온 또는 라디칼이 생성되어 수소가 먼저 들어가고 남는 자리에 할로젠이 들어가는 것은, Markovnikov's rule로도 불리며 쉽게 말해 수소가 많은 쪽에 할로젠이 들어가고 치환기가 많은 쪽에 수소가 들어간다고 생각하면 됩니다. 그러나 할로젠 원소가 Cl, I가 아닌 Br일 경우 이야기가 조금 다른데, Br이 결합했을 경우 steric이 너무 커져서 오히려 불안정한 생성물이 생성되기 때..

할로젠화수소첨가반응은 알켄에 H-X(X는 할로젠 원소를 의미)를 반응시키면 알킬할라이드가 생성물로 얻어지는 반응이 일어납니다. 이 때 HX는 산성도가 높은 분자일수록 더 반응이 잘 일어납니다. 예를 들면 HF보다는 HBr이 더 반응이 잘 일어나게 됩니다. 이전 포스트에서 작성한 알켄 제법에서 나왔던 할로젠화수소제거반응이 역으로 일어나는 과정과 같습니다. 메커니즘은 위와 같습니다. 참고로 할로젠화수소제거반응의 메커니즘과 정확히 반대로 진행됩니다. 이 때 수소가 오른쪽 탄소가 아닌 왼쪽 탄소로 들어가는 이유는 중간체의 안정성 때문에 그렇습니다. 중간체가 1차 탄소 양이온인 것보다 2차 탄소 양이온인 것이 더 안정하므로 가운데 탄소가 탄소 양이온이 되고, 이후 할로젠 원소가 해당 탄소 양이온의 전자쌍을 제공하..

위와 같은 할로젠탄화수소(알킬할라이드)에 강염기를 처리하면 오른쪽과 같이 알켄을 만들 수 있습니다. 이 때 주의할 점은 1차 알킬할라이드를 사용하면 SN2 반응이 일어날 수 있다는 것이고, 따라서 차수가 높은 알킬할라이드일수록 할로젠화수소제거반응이 잘 일어납니다. E2 반응이므로 제거되는 수소와 할로젠원소가 antiperiplanar에 있어야하고, 못해도 synperiplanar에 위치해야 합니다. 반응에 강염기에 해당하는 물질은 대표적으로 NaOEt + EtOH (완충용액)가 있고, NaOH 등의 아무 강염기나 사용해도 됩니다. (알켄을 생성하는게 목적이라면 약염기여도 상관 없습니다. 맨 밑에 정리해둠) 메커니즘은 위와 같습니다. 강염기가 반대편의 antiperiplanar의 수소를 제거하면, 전자쌍이..

위처럼 알코올에 산과 열을 동시에 가해주면 Alkene이 생성됩니다. 산촉매로 가능한 것은 아주 많습니다. H2SO4, H3PO4 같은 산도 되고 AcOH 같이 H+를 제공할 수 있는 물질이면 산촉매탈수반응에 작용 가능합니다. 위와 같은 메커니즘에 의해 알켄이 생성됩니다. 양성자는 산소의 전자에 이끌려 OH2를 만들게 되고 이는 불안정하므로 결합을 끊어 H2O와 3차 탄소 양이온을 형성하게 됩니다. 이후 다른 염기가 양성자를 가져가면 전자쌍이 탄소 양이온에 제공되어 탄소 이중결합, 즉 알켄을 생성합니다. 이러한 산촉매탈수반응(dehydration)은 1차 알코올보다는 2차 알코올, 2차 알코올보다는 3차 알코올에서 더 잘 일어나는데 그 이유는 위에도 보이듯 중간체인 탄소 양이온의 차수가 높을수록 (양이온..

반응식 다중결합이 나오지 않고 알케인 내에서만 나올 수 있는 유기화학반응은 라디칼 치환반응뿐입니다. sp3 탄소와 연결된 수소에 빛 에너지 또는 열을 가해주고 할로젠족 X2와 반응시키면 sp3 C-X의 치환 반응이 일어납니다. sp2 탄소나 sp 탄소에 연결된 수소와는 반응이 일어나지 않습니다. 반응이 가능한 할로젠 X2는 Cl2, Br2가 있으며 Cl2 대신에 NCS, Br2 대신에 NBS를 사용하기도 합니다. 예시 대표적으로 위와 같은 연쇄반응이 가능합니다. 위의 반응식들에는 중요한 특징이 있는데, CH2Cl2, CHCl3, CCl4는 모두 밀도가 1보다 큰, 즉 H2O보다 밀도가 큰 용매입니다. 따라서 반응을 통해 얻어진 CH2Cl2 같은 경우는 아래로 가라앉는 용액을 분별해서 받아내야합니다. 그러..