11.12
エポキシドは、その非常に歪んだ構造により、酸触媒または塩基触媒のいずれかで開環反応を容易に受けます。
酸触媒反応と比較して、塩基触媒による開環には、強力な求核剤またはアルコキシドイオンや水酸化物イオンなどの強力な塩基が必要です。
例えば、エトキシドナトリウムは、エタノール溶媒中での2,2-ジメチルオキシランの開環反応を触媒し、1-エトキシ-2-メチル-2-プロパノールを生成します。
機構的には、エトキシドイオンは、SN2プロセスでエポキシドの置換が少ない第一級炭素に対して求核攻撃を実行し、エポキシド環を開いてアルコキシドイオンを形成します。
次に、溶媒は得られたアルコキシドイオンをプロトン化して、対応する製品を生成します。
エポキシド環は、シアン化ナトリウム、水硫化ナトリウム、アンモニア、グリニャール試薬、水素化アルミニウムリチウムなど、他のさまざまな強力な求核剤によっても開くことができます。
エポキシドとは対照的に、エーテルは容易に求核反応を起こしません。これらの反応が実現不可能であることは、エポキシド、エーテル、および対応するアルコキシド脱離基のポテンシャルエネルギーを考慮することで理解できます。
リニアエーテルと比較して、エポキシドはリングひずみにより高エネルギー基板です。
その結果、反応に必要な活性化エネルギーは、エーテルよりもエポキシドの方が少なくなります。
さらに、エポキシドの場合、形成される生成物は反応物よりもエネルギーが低くなります。ただし、エーテルの場合、製品はより高いエネルギーです。
したがって、エポキシドと求核剤との反応は、熱力学的に有利です。
エポキシドの塩基触媒による環開口は、典型的なSN2様の位置選択性を示し、求核剤は阻害の少ない炭素を攻撃します。
これらの反応の立体選択性もまた、SN2プロセスのようなものです。求核攻撃は脱離基に対して反作用があり、キラル中心で配置の反転を引き起こします。
エポキシドは高度に歪んだ構造のため、酸または塩基の存在下で求核置換による開環反応を容易に起こすことができます。 酸の存在下での求核置換反応を酸触媒開環反応、塩基の存在下での求核置換反応を塩基触媒開環反応といいます。 エポキシドは、強力な求核剤または塩基の存在下で塩基触媒による開環反応を起こします。…
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