Definieren einer stereospezifischen Reaktion

Mein Lehrbuch besagt, dass eine Reaktion unterschiedliche stereoisomere Produkte ergibt, wenn die verschiedenen Stereoisomere des Ausgangsmaterials in einer stereospezifischen Reaktion verwendet werden.

Ist es notwendig, dass alle unterschiedlichen Stereoisomere unterschiedliche stereoisomere Produkte ergeben? Beispielsweise ergeben Diastereomere bei der bimolekularen Eliminierung unterschiedliche geometrische Isomere, während Enantiomere dies nicht tun. Sagen wir also, dass dies ein Beispiel für eine stereospezifische Reaktion ist?

Kommentare

  • Ja, die E2-Eliminierung ist ein Beispiel für eine diastereospezifische Reaktion.

Antwort

Eine stereospezifische Reaktion ist eines, bei dem es nur ein mögliches stereochemisches Ergebnis für das Produkt gibt und dieses Ergebnis durch die Stereochemie des Reaktanten gesteuert wird.

Eines der frühesten Beispiele, das von den meisten Studenten der organischen Chemie untersucht wurde, ist die nukleophile Substitution durch das $ \ mathrm {S_N 2} $ -Mechanismus. Diese Reaktion in ihrer einfachsten Form hat einen konzertierten Mechanismus. Reaktionen mit konzertierten Mechanismen haben oft stereospezifische Ergebnisse, da der konzertierte Mechanismus eine bestimmte geometrische Anordnung der Reaktanten erfordert. Im Fall des $ \ mathrm {S_N 2} $ Mechanismus muss sich das Nucleophil von der gegenüberliegenden Seite nähern des Moleküls aus der Abgangsgruppe aus sterischen und elektronischen Gründen.

Ein Schema, das die SN2-Reaktion von R-2 zeigt -Blorbutan mit Hydroxidanion in DMSO zur Herstellung von S-2-Butanol und ein Mechanismus derselben Reaktion, der die Annäherung des Nucleophils gegenüber der Abgangsgruppe und den resultierenden Übergangszustand hervorhebt, der zur Inversion des Chiralitätszentrums führt.

Ebenso führt der Eliminierungsmechanismus $ \ mathrm {E2} $ zu einem stereospezifischen Ergebnis. Die Stereospezifität erfordert keine Eins-zu-Eins-Zuordnung stereochemischer Eingaben zu den Ergebnissen. Vielmehr erfordert es eine vorhersehbare Zuordnung von Inputs zu Ergebnissen.

Betrachten Sie beispielsweise die $ \ mathrm {E2} $ -Eliminierung von 2-Chlor-3-methylpentan mit Hydroxid. Der Reaktant hat vier mögliche Stereoisomere und das Hauptprodukt von Zaitsev hat zwei mögliche Stereoisomere. Jedes Stereoisomer führt zu nur einem möglichen stereoisomeren Produkt, obwohl jedes Stereoisomer des Produkts aus zwei Stereoisomeren des Reaktanten hergestellt werden kann.

Ein Schema, das die stereochemischen Ergebnisse der E2-Eliminierung der vier Stereoisomere von 2-Chlor-3-methylpentan mit Hydroxidanion zeigt und die antiperiplanare Geometrieanforderung des Mechanismus hervorhebt

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