Halogenuhlovodíky, substituční a eliminační reakce
Přihlásit se
Halogenuhlovodíky, substituční a eliminační reakce (9/14) · 8:13

Regioselektivita E2 eliminace Jaké polohové izomery budou přednostně vznikat při E2 eliminaci? Stačí použít Zajcevovo pravidlo!

Navazuje na Stereochemii.
Už jsme viděli mechanizmus E2 eliminační reakce. V tomto videu se zaměříme na báze (zásady) a to, jak kontrolovat regioselektivitu. Jen pro připomenutí, náš alfa uhlík je ten připojený k našemu halogenu. A náš beta uhlík je tento zde. Dvojná vazba se vytvoří mezi naším alfa a beta uhlíkem. Všimněte si, že v mechanizmu E2 eliminace se nevyskytuje karbokationt. Takže se zde nemusíte obávat žádných přesmyků karbokationtu. Pojďme se podívat na jednu z možných bází, kterou můžete použít v této reakci. Obvykle byste mohli použít pro tuto reakci bázi jako je alkoxid. Alkoxid je konjugovaná báze k alkoholu. Pojďme se podívat na další z možných bází. Podívejme se na ethoxid sodný. Ethoxid sodný je sodný kationt a ethoxidový aniont je přes kyslík vázaný k CH₂-CH₃. A pak bude mít kyslík kolem sebe tři volné elektronové páry, což mu dodá formální náboj minus jedna. Toto je ethoxid sodný. Napíši ethoxid sodný zde. Zkráceně NaOEt. Toto je obvyklý způsob zápisu v mechanizmu. Můžete vidět, že ethoxidový aniont je konjugovaná báze ethanolu. Pokud se podívám na ethoxidový aniont zde a pokud bych přidal proton na bázi, dostal bych ethanol. Tato báze je velmi podobná slavnému hydroxidu sodnému v obecné chemii. Hydroxid sodný, Na⁺ a OH⁻, vypadá téměř stejně. Jediným rozdílem je ethylová skupina zde v ethoxidu sodném. Ethoxid sodný je více organickou bází, než hydroxid sodný. Podívejte se na další možnou bázi pro E2 eliminační reakci. Podívejme se na tuto molekulu. Máme terc-butylovou skupinu a pak záporně nabitý kyslík. Naším kationtem bude nyní draslík. Toto se nazývá terc-butoxid draselný. Můžete vidět, že zde máte terc-butylovou skupinu, a toto by měla být konjugovaná báze k terc-butanolu. Pokud naprotonujete terc-butoxid, dostanete terc-butanol. Jako zkratku tohoto můžete vidět t-BuOK. Toto je terc-butoxid draselný. Toto jsou dvě z možných bází. Je jich více, ale tyto byste měli vidět nejběžněji. Podívejme, jak tyto báze ovlivňují regioselektivitu E2 eliminační reakce. Podívejme se na E2 eliminační reakci zde. Nejprve napišme regioselektivitu, neboli ve které oblasti molekuly nastane reakce? Nakresleme naše reaktanty sem. Toto bude náš alkylhalogenid. Regioselektivita této reakce... Zabývejme se specifickými bázemi později. Pokud zreaguje tento alkylhalogenid se silnou bází, jaké budou možné produkty? Nejprve určeme náš alfa a beta uhlík. Uhlík vázaný s halogenem je náš alfa uhlík a uhlíky vedle něj jsou naše možné beta uhlíky. Toto je uhlík vedle alfa uhlíku. Takže je to možný beta uhlík. Nazvu jej beta jedna. Tento zde je také vedle alfy, takže jej nazvu beta dva. A pak máme třetí možnost zde. Nazvu jej beta tři. Nakresleme tři produkty, které budou výsledkem z beta 1, beta 2 a beta 3. Nakreslím zde tři šipky. A pak se podíváme na možnosti mezi beta 1... vrchní bude beta 1... ...a tento bude beta 2 a tento zde bude beta 3. Pokud báze zreaguje s protonem v pozici beta 1, tak se dvojná vazba vytvoří mezi alfa uhlíkem a pozicí beta 1. Jak bude vypadat produkt, pokud se to stane? Zde máme cyklohexanový kruh. Máme methylovou skupinu. A dvojná vazba se vytvoří mezi alfa a beta 1. To by byl náš produkt. Teď pozice beta 2. Opakuji, že zde máme náš kruh a methylovou skupinu. Dvojná vazba se vytvoří mezi naším alfa a beta 2 uhlíkem. Toto by byl náš produkt. Naší třetí možností by byla dvojná vazba mezi alfa a beta 3. Vypadala by nějak takto. Podívejme se blíže na tyto produkty. Pozice beta 1 a beta 2 jsou vlastně stejné molekuly. Pokud byste je pojmenovali, dostali byste totožné názvy. Produkty této reakce jsou tedy pouze dva. Rozeberme tyto produkty z hlediska stability. Pokud se podíváme na produkt nahoře, tedy z beta 1 nebo beta 2... Podívejme se, zda je můžeme identifikovat jako mono-, di-, tri- nebo tetrasubstituované. Pokud se podíváme na tuto dvojnou vazbu... Vložím zde vodík, stejně jako ho vložím zde... Myslím, že je zřejmé, že je trisubstituovaný. Tento produkt je trisubstituovaný. Podívejme se na produkt níže. Jaký stupeň substituce má tento alken? Na této straně je vodík, na této straně je vodík a pak máme dvě alkylové skupiny na druhé straně. Toto je disubstituovaný alken. Máme trisubstituovaný alken a disubstituovaný alken. Už víme, že trisubstituovaný alken je nejstabilnější. Obvykle to bude tento, který se bude tvořit ve větším množství. Trisubstituovaný bude ve větším množství, což nazýváme Zajcevův produkt. Toto bude Zajcevův produkt. Pokud použijeme ethoxid sodný, tak to bude tento případ. Napišme zde ethoxid sodný. Pokud by použitou bází byl ethoxid sodný, tak bychom dostali jako hlavní, trisubstituovaný produkt Zajcevův a minoritním produktem by byl disubstituovaný. Ale změní se to, pokud použijeme terc-butoxid draselný, o kterém jsme mluvili dříve. Je to báze stericky bráněná. Změní se to pro stericky bráněnou bázi, je pro ni snazší přijít k nejméně sustituovanému alkenu. Nakreslím terc-butoxid draselný znovu, ať víme, jak vypadá. Pokud se podíváme na terc-butoxid draselný se záporným nábojem, tak je velmi objemný. Tato methylová skupina dělá tuto sloučeninu velmi objemnou bází. Je pro ni těžké dostat se do určitých situací, je zde totiž sterické bránění. Takže jde k beta uhlíku a to k tomu, který je nejméně stericky bráněn, tedy uhlík beta 3, čili jednomu z protonů beta 3. Tímto dostanete disubstituovaný alken, jako hlavní produkt. Pokud používáte stericky bráněnou bázi, tak dostanete méně substituovaný produkt. Nazveme toto Hofmannovým produktem. Disubstituovaný produkt, disubstituovaný alken, se nazývá Hofmannův produkt. A pokud byste použili pouze terc-butoxid draselný, dostali byste, jako hlavní produkt, disubstituovaný a vašim minoritním by byl trisubstituovaný alken. Musíte vybrat vhodnou bázi v závislosti na tom, v jaké oblasti molekuly chcete, aby nastala reakce.
video