11.12
Os epóxidos, devido às suas estruturas altamente tensas, prontamente sofrem reações de abertura do anel que são catalisadas por ácido ou catalisadas por base.
Em comparação com as reações catalisadas por ácido, as aberturas de anel catalisadas por base requerem um nucleófilo forte ou uma base forte, como um íon alcóxido ou um íon hidróxido.
Por exemplo, o etóxido de sódio catalisa a reação de abertura do anel de 2,2-dimetiloxirano em solvente de etanol para dar 1-etoxi-2-metil-2-propanol.
Mecanicamente, o íon etóxido executa um ataque nucleofílico ao carbono primário menos substituído do epóxido em um processo SN 2 e abre o anel de epóxi para formar um íon alcóxido.
O solvente então protona o íon alcóxido resultante para dar o produto correspondente.
O anel de epóxi também pode ser aberto por uma variedade de outros nucleófilos fortes, como cianeto de sódio, hidrossulfeto de sódio, amônia, reagente de Grignard e hidreto de alumínio e lítio.
Em contraste com os epóxidos, os éteres não sofrem prontamente reações nucleofílicas. A inviabilidade dessas reações pode ser entendida considerando as energias potenciais de epóxidos, éteres e os correspondentes grupos de saída de alcóxidos.
Em comparação com os éteres lineares, os epóxidos são substratos de alta energia devido à sua tensão em anel.
Como resultado, a energia de ativação necessária para a reação é menor para epóxidos do que para éteres.
Além disso, para os epóxidos, os produtos formados são mais baixos em energia do que os reagentes. Para éteres, no entanto, os produtos são de maior energia.
Portanto, as reações de epóxidos com nucleófilos são termodinamicamente favorecidas.
As aberturas de anel catalisadas por base de epóxidos mostram uma regiosseletividade típica do tipo SN 2, na qual o nucleófilo ataca o carbono menos prejudicado.
A estereosseletividade dessas reações também é como um processo SN2. O ataque nucleofílico é anti ao grupo de saída, causando uma inversão de configuração no centro quiral.
Devido às suas estruturas altamente tensionadas, os epóxidos podem facilmente sofrer reações de abertura do anel através de substituição nucleofílica,…
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