المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10377 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{ولوطا اذ قال لقومه اتاتون الفاحشة ما سبقكم بها من احد من العالمين}
2024-05-19
{فاخذتهم الرجفة فاصبحوا في دارهم جاثمين}
2024-05-19
{فعقروا الناقة وعتوا عن امر ربهم}
2024-05-19
{وتنحتون الـجبال بيوتا}
2024-05-19
{هـذه ناقة اللـه لكم آية}
2024-05-19
معنى الرجس
2024-05-19

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Epoxide ring-opening reactions - SN1 vs. SN2, regioselectivity, and stereoselectivity  
  
408   09:27 صباحاً   date: 23-10-2019
Author : ..................
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : .................

Epoxide ring-opening reactions - SN1 vs. SN2, regioselectivity, and stereoselectivity

The nonenzymatic ring-opening reactions of epoxides provide a nice overview of many of the concepts we have seen already in this chapter. Ring-opening reactions can proceed by either SN2 or SN1 mechanisms, depending on the nature of the epoxide and on the reaction conditions. If the epoxide is asymmetric, the structure of the product will vary according to which mechanism dominates. When an asymmetric epoxide undergoes solvolysis in basic methanol, ring-opening occurs by an SN2 mechanism, and the less substituted carbon is the site of nucleophilic attack, leading to what we will refer to as product B:

image120.png

Conversely, when solvolysis occurs in acidic methanol, the reaction occurs by a mechanism with substantial SN1 character, and the more substituted carbon is the site of attack. As a result, product A predominates.

image122.png

These are both good examples of regioselective reactions. In a regioselective reaction, two (or more) different constitutional isomers are possible as products, but one is formed preferentially (or sometimes exclusively).

Let us examine the basic, SN2 case first. The leaving group is an alkoxide anion, because there is no acid available to protonate the oxygen prior to ring opening. An alkoxide is a poor leaving group, and thus the ring is unlikely to open without a 'push' from the nucleophile.

image124.png

The nucleophile itself is potent: a deprotonated, negatively charged methoxide ion. When a nucleophilic substitution reaction involves a poor leaving group and a powerful nucleophile, it is very likely to proceed by an SN2 mechanism.

What about the electrophile? There are two electrophilic carbons in the epoxide, but the best target for the nucleophile in an SN2 reaction is the carbon that is least hindered. This accounts for the observed regiochemical outcome. Like in other SN2 reactions, nucleophilic attack takes place from the backside, resulting in inversion at the electrophilic carbon.

Probably the best way to depict the acid-catalyzed epoxide ring-opening reaction is as a hybrid, or cross, between an SN2 and SN1 mechanism. First, the oxygen is protonated, creating a good leaving group (step 1 below) . Then the carbon-oxygen bond begins to break (step 2) and positive charge begins to build up on the more substituted carbon (recall the discussion from section 8.4B about carbocation stability).

image126.png

Unlike in an SN1 reaction, the nucleophile attacks the electrophilic carbon (step 3) before a complete carbocation intermediate has a chance to form.

image128.png

Attack takes place preferentially from the backside (like in an SN2 reaction) because the carbon-oxygen bond is still to some degree in place, and the oxygen blocks attack from the front side. Notice, however, how the regiochemical outcome is different from the base-catalyzed reaction: in the acid-catalyzed process, the nucleophile attacks the more substituted carbon because it is this carbon that holds a greater degree of positive charge.

Example 1

Predict the major product(s) of the ring opening reaction that occurs when the epoxide shown below is treated with:

  1. ethanol and a small amount of sodium hydroxide
  2. ethanol and a small amount of sulfuric acid

image130.png

Hint: be sure to consider both regiochemistry and stereochemistry!

Answer:

image428.png

image430.png




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .





بمشاركة 60 ألف طالب.. المجمع العلمي يستعدّ لإطلاق مشروع الدورات القرآنية الصيفية
صدور العدد الـ 33 من مجلة (الاستغراب) المحكمة
المجمع العلمي ينظّم ورشة تطويرية لأساتذة الدورات القرآنية في كربلاء
شعبة التوجيه الديني النسوي تختتم دورتها الثانية لتعليم مناسك الحجّ