Реакции расщепления, протекающие по $S_N2$-механизму

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 16:57 | 15.01.2012 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Реакции расщепления, протекающие по $S_N2$-механизму. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Для оксиранов характерны реакции расщепления цикла под действием разнообразных нуклеофильных агентов:

• алкоксид- и гидроксид-ионов;
• реактивов Гриньяра;
• аминов;
• диалкилкупратов;
• гидрид-иона и др.

Раскрытие трехчленного цикла происходит по $S_N2$-механизму строго стереоспецифично.

Например: раскрытие эпоксидного кольца циклогексеноксида под действием гидроксид-иона с образованием транс-изомера 2-оксициклогексанола.

Рисунок 1.

Направление раскрытия цикла проходит в соответствии с механизмом бимолекулярного нуклеофильного замещения. Если в оксирановом цикле есть арильный или алкильный заместитель, то атака нуклеофильного агента пойдет по незамещенному, пространственно более доступному углеродному атому:

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Механизм реакции алкоголиза или гидролиза может измениться в присутствии электрофильного катализатора или при проведении реакции в кислой среде:

• первая стадия, обратимая и быстрая, характеризуется протонированием оксирана по кислородному атому с образованием оксониевого катиона;
• вторая стадия, необратимая и медленная, протонированную форму атакует спирт, вода или галогенид-ион.

Протонирование оксирана ведет к быстрому раскрытию кольца при взаимодействии с нуклеофильным агентом:

Рисунок 4.

Механизм расщепления оксиранового цикла может изменяться от $S_N2$- до $S_N1$-механизма в зависимости от строения эпоксида.

Сольволиз оксирана, катализируемый кислотой, протекает по $S_N1$-механизму, если в результате раскрытия оксиранового цикла появится устойчивый карбокатион:

Рисунок 5.

При $S_N1$-механизме нуклеофильная атака идет по наиболее замещенному углеродному атому.

При конкуренции $S_N2$- и $S_N1$-механизмов раскрытие трехчленного цикла ведет к образованию смеси двух изомеров.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Реакции расщепления, протекающие по $S_N2$-механизму, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.