11.12
Les époxydes, en raison de leurs structures fortement déformées, subissent facilement des réactions d’ouverture de cycle qui sont catalysées soit par l’acide, soit par une base.
Par rapport aux réactions catalysées par un acide, les ouvertures de cycle catalysées par une base nécessitent un nucléophile fort ou une base forte, comme un ion alcoxyde ou un ion hydroxyde.
Par exemple, l’éthoxyde de sodium catalyse la réaction d’ouverture du cycle du 2,2-diméthyloxirane dans un solvant d’éthanol pour donner du 1-éthoxy-2-méthyl-2-propanol.
D’un point de vue mécaniste, l’ion éthoxyde exécute une attaque nucléophile sur le carbone primaire moins substitué de l’époxyde dans un procédé SN2 et ouvre le cycle époxyde pour former un ion alcoxyde.
Le solvant protone ensuite l’ion alcoxyde résultant pour donner le produit correspondant.
Le cycle époxyde peut également être ouvert par une variété d’autres nucléophiles puissants, tels que le cyanure de sodium, l’hydrosulfure de sodium, l’ammoniac, le réactif de Grignard et l’hydrure d’aluminium et de lithium.
Contrairement aux époxydes, les éthers ne subissent pas facilement de réactions nucléophiles. L’infaisabilité de ces réactions peut être comprise en considérant les énergies potentielles des époxydes, des éthers et des groupes de départ d’alcoxyde correspondants.
Par rapport aux éthers linéaires, les époxydes sont des substrats à haute énergie en raison de leur déformation cyclique.
Par conséquent, l’énergie d’activation nécessaire à la réaction est moindre pour les époxydes que pour les éthers.
De plus, pour les époxydes, les produits formés ont une énergie inférieure à celle des réactifs. Pour les éthers, cependant, les produits sont d’énergie plus élevée.
Par conséquent, les réactions des époxydes avec les nucléophiles sont favorisées thermodynamiquement.
Lesouvertures de cycle des époxydes catalysées par une base présentent une régiosélectivité typique de type SN2, dans laquelle le nucléophile attaque le carbone le moins entravé.
La stéréosélectivité de ces réactions est également similaire à un processus SN2. L’attaque nucléophile est anti au groupe partant, provoquant une inversion de configuration au centre chiral.
En raison de leurs structures fortement contraintes, les époxydes peuvent facilement subir des réactions d'ouverture de cycle par substitution nucléop…
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