11.12
Epoksydy, ze względu na swoją wysoce odkształconą strukturę, łatwo ulegają reakcjom otwierania pierścieni, które są katalizowane kwasem lub zasadą.
W porównaniu z reakcjami katalizowanymi kwasem, otwarcia pierścieni katalizowane zasadą wymagają silnego nukleofilu lub mocnej zasady, takiej jak jon alkoksydowy lub jon wodorotlenkowy.
Na przykład etoksytlenek sodu katalizuje reakcję otwarcia pierścienia 2,2-dimetyloksiranu w rozpuszczalniku etanolowym, dając 1-etoksy-2-metylo-2-propanol.
Mechanistycznie jon etoksydowy wykonuje atak nukleofilowy na mniej podstawiony, pierwotny węgiel epoksydu w procesie SN 2 i otwiera pierścień epoksydowy, tworząc jon alkoksydowy.
Rozpuszczalnik następnie protonuje powstały jon alkoholanowy, aby uzyskać odpowiedni produkt.
Pierścień epoksydowy może być również otwierany przez wiele innych silnych nukleofilów, takich jak cyjanek sodu, wodorosiarczek sodu, amoniak, odczynnik Grignarda i wodorek glinowo-litowy.
W przeciwieństwie do epoksydów, etery nie ulegają łatwo reakcjom nukleofilowym. Niewykonalność tych reakcji można zrozumieć, biorąc pod uwagę potencjalne energie epoksydów, eterów i odpowiadających im grup opuszczających alkoholan
.W porównaniu z eterami liniowymi, epoksydy są podłożami wysokoenergetycznymi ze względu na ich odkształcenie pierścieniowe.
W rezultacie energia aktywacji wymagana do reakcji jest mniejsza w przypadku epoksydów niż w przypadku eterów.
Co więcej, w przypadku epoksydów powstałe produkty mają niższą energię niż reagenty. Jednak w przypadku eterów produkty mają wyższą energię.
W związku z tym reakcje epoksydów z nukleofilami są faworyzowane termodynamicznie.
Katalizowane zasadą otwory pierścieniowe epoksydów wykazują typową regioselektywnośćpodobną do SN 2, w której nukleofil atakuje mniej zakłócony węgiel.
Stereoselektywność tych reakcji jest również podobna do procesu SN2. Atak nukleofilowy jest anty do grupy opuszczającej, powodując odwrócenie konfiguracji w centrum chiralnym.
Ze względu na ich bardzo napiętą strukturę epoksydy mogą łatwo ulegać reakcjom otwarcia pierścienia poprzez podstawienie nukleofilowe, albo w obecnośc…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.