11.12
Gli epossidi, a causa delle loro strutture altamente tese, subiscono facilmente reazioni di apertura dell'anello catalizzate da acidi o basi.
Rispetto alle reazioni catalizzate da acido, le aperture dell'anello catalizzate da basi richiedono un nucleofilo forte o una base forte, come uno ione alcossido o uno ione idrossido.
Ad esempio, l'etossido di sodio catalizza la reazione di apertura dell'anello del 2,2-dimetilossirano nel solvente etanolo per dare 1-etossi-2-metil-2-propanolo.
Meccanicisticamente, lo ione etossido esegue un attacco nucleofilo al carbonio primario meno sostituito dell'epossido in un processo SN2 e apre l'anello epossidico per formare uno ione alcossido.
Il solvente quindi protona lo ione alcossido risultante per dare il prodotto corrispondente.
L'anello epossidico può anche essere aperto da una varietà di altri nucleofili forti, come il cianuro di sodio, l'idrosolfuro di sodio, l'ammoniaca, il reagente di Grignard e l'idruro di litio e alluminio.
A differenza degli epossidi, gli eteri non subiscono facilmente reazioni nucleofile. L'impossibilità di queste reazioni può essere compresa considerando le energie potenziali degli epossidi, degli eteri e dei corrispondenti gruppi alcossidi uscenti.
Rispetto agli eteri lineari, gli epossidi sono substrati ad alta energia a causa della loro deformazione ad anello.
Di conseguenza, l'energia di attivazione richiesta per la reazione è inferiore per gli epossidi che per gli eteri.
Inoltre, per gli epossidi, i prodotti formati hanno un'energia inferiore rispetto ai reagenti. Per gli eteri, tuttavia, i prodotti sono di energia più elevata.
Quindi, le reazioni degli epossidi con i nucleofili sono termodinamicamente favorite.
Le aperture degli anelli catalizzate da basi di epossidi mostrano una tipica regioselettività di tipo SN2, in cui il nucleofilo attacca il carbonio meno ostacolato.
La stereoselettività di queste reazioni è anche come un processo SN2. L'attacco nucleofilo è anti-gruppo uscente, causando un'inversione di configurazione al centro chirale.
A causa delle loro strutture altamente tese, gli epossidi possono facilmente subire reazioni di apertura dell'anello attraverso la sostituzione nucleo…
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