آلية البورة الهيدروجينية  Mechanism of  hydroboration

تكمن أكثر المنافع للبورة الهيدروجينية – الاكسدة في التوجيه "غير الاعتيادي" للإماهة. تأخذ – OH الموقع المحتمل من قبل البور في المركب المتوسط بوران الالكيل، ومن ثم يعكس المنتج النهائي توجيه خطوة البورة الهيدروجينية . ولكن هل هذا التوجيه "غير اعتيادي" بالفعل؟

يبدو التوجيه غير اعتيادي لأن الهيدروجين يضاف إلى الرابطة المزدوجة في النهاية المعاكسة للإضافة النوكليوفيلية العادية. ولكن الفكرة الجوهرية في الإضافة النولكيوفيلية هي ان الجزء النوكليوفيلي من الكاشف – الجزء الحمضي – يقوم بارتباطه باستخدام الالكترونات … ، بطريقة يكون فيها الكربون الذي هو جزء من الالكترونات π هو الاكثر قدرة على مقاومة ذلك التجريد . فمثلاً، في إضافة HZ إلى البروبيلين، يربط البروتون نفسه إلى C – 1 وتنشأ وفق تلك الطريقة شحنة موجبة على C – 2 يمكنها ان تشتت بزمرة المتيل، ويتشكل كربوكاتيون ثانوي عوضاً عن الأولى.

الآن، ما هو مركز الحموضة في BH₃ ؟ من الواضح ان البور يحوي ستة الكترونات فقط. وليس من المستغرب إطلاقاً ان ينشد البور الالكترونات π في الرابطة المزدوجة ويبدأ بربط نفسه إلى الكربون . وبفعله هذا يربط نفسه بطريقة يمكن بها ان تنشأ شحنة موجبة على الكربون الاكثر قدرة على تطوينها، وبالتالي:

ولكن وعلى خلاف الإضافة الالكتروفيلية العادية، فإن التفاعل لا يسير باتجاه إعطاء كربوكاتيون. وعند الاقتراب من الحالة الانتقالية، فإن الكربون الذي يفقد الالكترونات يصبح ذا حموضة متزايدة ويكون البوم الفقير بالالكترونات حمضاً وكذلك يكون ايضاً الكربون الفقير بالالكترونات. وعلى مسافة ليست ببعيدة هناك هيدروجين يرتبط إلى البور بشفع من الالكترونات. يبدأ الكربون بأخذ ذلك الهيدروجين مع شفع من الالكترونات. ويربح البور الالكترونات .. يصبح أكثر استعداداً لتحرير ذلك الهيدروجين. يضاف كل من البور والهيدروجين إلى كربون الرابطة المزدوجة في نفس الحالة الانتقالية.

وبالنسبة إلى الطبيعة الأساسية للألكنات والطبيعة الحمضية لــ BH₃، فإن القوة المحركة الرئيسية للتفاعل تكون تقريباً ومن دون ريب هي ارتباط البور إلى الكربون. ففي الحالة الانتقالية يسير ارتباط البور إلى C – 1 إلى مدى اكبر من ارتباط الهيدروجين إلى C – 2. وهكذا فإن فقدان الالكترونات π من قبل C – 2 إلى الرابطة C(1) – B يزيد من زيحه للألكترونات من الهيدروجين، وبالتالي فإن C – 2 أي الكرون الذي يمكن ان يوطن الشحنة بصورة أفضل يصبح موجباً.

لقد افترض استناداً إلى الأسس النظرية أن الخطوة التي وصفناها سابقاً يجب ان تلي الخطوة الابتدائية التي يربط فيها السور نفسه إلى كل من ذرتي الكربون ، او ربما إلى الالكترونات π .

وهكا فإن توجيه الإضافة في البورة الهيدروجينية يتحكم به بنفس الطريقة الواردة في الإضافة الالكتروفيلية ذات الخطوتين. يصبح الهيدروجين مرتبطاً إلى النهايتين المتعاكستين من الرابطة المزدوجة في التفاعلين لأنه يضاف بدون الكترونات في إحدى الحالتين (بروتون ، حمض) أو بالالكترونات في الحالة الاخرى(ايون الهيدريد، الاساس)×.

بسبب معالجة لوري – برونستد للحموض والأسس ، فإنن نميل إلى التفكير على الأغلب في الصفة البروتونية للهيدروجين . في الواقع، انها صفة الهيدريدية والتي تكون اكثر واقعية بكثير . فمثلاً يملك هيدريد الليثيوم شبكة بلورية أيونية مؤلفة من LI⁺ و H^-. وبخلاف ذلك لم يصادف أي بروتون أعزل غير مذاب من قبل الكيميائيين العضويين.

إننا على دراسة مسبقة بالانتقال السهل الهيدريد من كربون إلى كربون آخر ضمن الجزيء الواحد (ينزاح الهيدريد في إعادات الترتيب وبين الجزيئات (ألتجريدات بوساطة الكربوكاتيون. سنصادف فيما بعد مجموعة من الكواشف المرجعة الملفتة للنظر والمتعددة الأغراض (الهيدريدات، مثل هيدريد الليثيوم والألمنيوم LiAlH₄ ، وبور هيدريد الصوديوم (NaBH₄ تقوم بفعلها عن طريق نقل ايون الهيدريد إلى الجزيئات العضوية.

يتأثر توجيه البورة الهيدروجينية ليس فقط يعامل القطبية الذي شرحناه آنفاً، ولكن أيضاً بعامل فراغي ، يرتبط جزء البور من الكاشف (ليس فقط –BH₂، ولكن أيضاً  -BHR و – BR₂ الأكبر) بسهولة اكبر إلى الكربون الأقل ازدحاماً في الرابطة المزدوجة. ونظراً لأن ذلك يقود إلى نفس التوجيه الذي يقود إليه العامل القطبي لوحده، فإنه ليس من السهل ان نقرر اي عامل هو المسيطر. ولكن يمكننا ان نتوقع ما يلي: كلما كبر حجم المتبادلات على الالكنات أصبح العامل القطبي أكثر أهمية.