20 i 21. Eliminacja halogenków alkili

Transkrypt

1 20 i 21. Eliminacja halogenków alkili 1

2 10.1. Eliminacja dwucząsteczkowa (E2) Eliminacja E2 mechanizm reakcji lub B Jednoczesne odejście H + (formalnie) i X, kiedy X = Cl, Br, I C- C- 2

3 Regioselektywność E2 reguła Zajcewa (X = I, Br lub Cl) dwa at. C- symetrycznie podstawione dwa at. C- niesymetrycznie podstawione Reguła Zajcewa Głównym produktem E2 niesymetrycznego halogenku alkilu jest trwalszy alken 20% 80% (E + Z) trwalszy alken (bardziej podstawiony) produkt główny, trwalszy dien (sprzężony) produkt główny, trwalszy alken (sprzężony z Ph) 3

4 Regioselektywność E2 reguła Zajcewa, a rozmiar zasady zgodny z regułą Zajcewa niezgodny z regułą Zajcewa bardziej zatłoczony (mniej dostępny) mniej zatłoczony (bardziej dostępny) 4

5 Regioselektywność E2 reguła Zajcewa, a rodzaj halogenu X HX (pk a ) moc HX zasadowość X udział produktu zgodnego z regułą Zajcewa I HI (-10) Br HBr (-9) Cl HCl (-7) 5

6 Stereoselektywność E2 (anti-eliminacja, dwa at. H- ) projekcja Sawhorse a wzór przestrzenny produkt główny H b H a H CH 3 Br CH 2 CH 3 B H a H b CH 2 CH 3 H CH 3 Br trwalsza konformacja 6

7 Stereoselektywność E2 (anti-eliminacja, jeden at. H- ) H 3 C Ph (Z) H CH 3 H Ph (R) (R) Br H Ph (E) H CH 3 7 CH 3

8 10.2. Eliminacja jednocząsteczkowa (E1) Eliminacja E1 mechanizm reakcji nie reaguje 8

9 Regioselektywność E1 przegrupowanie karbokationu produkt główny bez przeniesienia CH 3 przebieg reakcji byłby niemożliwy 9

10 Stereoselektywność E1 produkt główny (trwalszy alken) produkty główne (tetrapodstawione alkeny), izomer (E) w przewadze z eliminacji H- 1 z eliminacji H- 2 z eliminacji H- 3 10

11 10.3. Stereochemia substytucji nukleofilowej i eliminacji - porównanie Reakcja S N 2 E2 S N 1 Produkt(y) Jeden produkt o odwrotnej konfiguracji względem konfiguracji substratu 2 at. C- : alkeny (E) i (Z); izomer (E) w przewadze 3 at. C- : jeden alken o konfiguracji zależnej od konfiguracji absolutnej substratu Izomery (R) i (S) - racemat E1 Alkeny (E) i (Z); izomer (E) w przewadze 11

12 10.4. Eliminacja halogenków benzylowych i allilowych mocny Nu słaby Nu 12

13 10.5. E2 halogenków cykloheksylowych H izomer cis izomer trans X konformacja diaksjalna (warunek konieczny) Obydwa związki reagują z taką samą szybkością obydwa at. H w położeniu aksjalnym konformacja diaksjalna (Br i H) nietrwała energetycznie (wymaga ekwatorialnego położenia Br) niezgodny z regułą Zajcewa 13

14 E2 halogenków cykloheksylowych (do samodzielnego przemyślenia) konformacja diaksjalna chlorek neomentylu chlorek mentylu konformacja diaksjalna (Cl i H) konformacja nietrwała chlorek mentylu reaguje 200 razy wolniej z EtONa niż chlorek neomentylu 14

15 10.6. E1 halogenków cykloheksylowych nie musi zajmować pozycji aksjalnej (w przeciwieństwie do E2) zgodny z regułą Zajcewa 15

16 Konkurencja S N 2/E2 reakcja halogenek S N 2 E % 3 Eliminacji sprzyja użycie: halogenku rozbudowanego przestrzennie zasady rozbudowanej przestrzennie OH OH 4 + Br 45 C 47% 53% OH 5 29% + 71% 100 C Eliminacji sprzyja wysoka temperatura 6 pk a (CH 3 CO 2 H) < pk a (EtOH) Cl O O O O 100% 7 EtO OEt EtOH + 25% Eliminacji sprzyja użycie zasady: mocnej rozbudowanej przestrzennie 75% 16

17 10.8. Konkurencja S N 1/E1 H EtOH + OEt E1/S N 1 S N 1 zachodzi tylko w przypadku użycia słabego Nu Br 19% 81% EtO EtOH 100% E Eliminacja halogenków wicynalnych i geminalnych halogenek geminalny halogenek winylowy alkin halogenek wicynalny 17

18 10.9. Planowanie syntezy 1 Synteza Williamsona 2 HBr Br 2 nadmiar CH 2 Cl 2 KOH,EtOH, T warunki reakcji przeznaczone do intencjonalnego przeprowadzenia E2 18

19 10.9. Planowanie syntezy

20 Uzupełnienie: Podsumowanie reakcji substytucji i eliminacji Typ halogenku S N 1 S N 2 E1 E2 RCH 2 X nie zachodzi bardzo uprzywilejowana nie zachodzi zachodzi przy użyciu silnych zasad R 2 CHX R 3 CX może zachodzić w przypadku halogenków benzylowych i allilowych uprzywilejowana w rozpuszczalnikach hydroksylowych Konkuruje z reakcją E2 może zachodzić w przypadku halogenków benzylowych i allilowych nie zachodzi konkuruje z reakcją S N 1 uprzywilejowana przy użyciu silnych zasad uprzywilejowana przy użyciu zasad na podstawie: McMurry rozdział