11.12
אפוקסידים, בשל המבנה המתוח מאוד שלהם, עוברים בקלות תגובות פתיחת טבעת המזרזות חומצה או זרז בסיס.
בהשוואה לתגובות המזרזות חומצה, פתחי טבעות המזורזים על ידי בסיס דורשים נוקלאופיל חזק או בסיס חזק, כגון יון אלקוקסיד או יון הידרוקסיד.
לדוגמה, נתרן אתוקסיד מזרז את תגובת פתיחת הטבעת של 2,2-dimethyloxirane בממס אתנול כדי לתת 1-ethoxy-2-methyl-2-propanol.
מבחינה מכניסטית, יון האתוקסיד מבצע התקפה נוקלאופילית על הפחמן הראשוני הפחות מוחלף של אפוקסיד בתהליך SN2 ופותח את טבעת האפוקסיד ליצירת יון אלקוקסיד.
לאחר מכן הממס יוצר פרוטונים של יון אלקוקסיד שנוצר כדי לתת את המוצר המתאים.
טבעת האפוקסיד יכולה להיפתח גם על ידי מגוון נוקלאופילים חזקים אחרים, כגון נתרן ציאניד, נתרן הידרוסולפיד, אמוניה, מגיב Grignard והידריד אלומיניום ליתיום.
בניגוד לאפוקסידים, אתרים אינם עוברים בקלות תגובות נוקלאופיליות. ניתן להבין את חוסר ההיתכנות של תגובות אלה על ידי התחשבות באנרגיות הפוטנציאליות של אפוקסידים, אתרים, וקבוצות עזיבת אלקוקסידים המתאימות.
בהשוואה לאתרים ליניאריים, אפוקסידים הם מצעי אנרגיה גבוהה בשל המתח הטבעתי שלהם.
כתוצאה מכך, אנרגיית ההפעלה הדרושה לתגובה היא פחות עבור אפוקסידים מאשר עבור אתרים.
יתר על כן, עבור epoxides, המוצרים שנוצרו הם נמוכים יותר באנרגיה מאשר מגיבים. עבור אתרים, לעומת זאת, המוצרים הם בעלי אנרגיה גבוהה יותר.
לפיכך, התגובות של אפוקסידים עם נוקלאופילים מועדפות מבחינה תרמודינמית.
פתחי טבעות של אפוקסידים עם זרזים בסיסיים מראים רגיוסלקטיביות טיפוסית דמוית SN2, שבה הנוקלאופיל תוקף את הפחמן הפחות מעוכב.
הסטריאוסלקטיביות של תגובות אלה היא גם כמו תהליך SN2. ההתקפה הנוקלאופילית היא אנטי לקבוצה העוזבת, וגורמת להיפוך תצורה במרכז הכיראלי.
בשל המבנים המתוחים שלהם, אפוקסידים יכולים לעבור בקלות תגובות פתיחת טבעת באמצעות התמרה נוקלאופילית, בין אם בנוכחות חומצה או בסיס. תגובות ההתמרה הנוקלאו…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.