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6.19:

E1 반응: 스테레오케미케와 재조화학

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E1 Reaction: Stereochemistry and Regiochemistry

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E2 반응과 마찬가지로 E1 제거는 다시 조분선택적이며 둘 이상의 혈관성 모성자를 형성합니다. 이 예에서, 물은 약한, 비부피가 큰 염기로 작용하고, 반응은 두 개의 알켄을 형성, 대체에 대한 제거를 선호하기 위해 가열된다. 이중 결합을 통해 알킬 그룹의 수와 함께 알켄의 안정성이 증가한다는 것을 기억하십시오. E1 반응은 호프만 제품보다 더 대체되고 안정적이기 때문에 자이체프 제품을 선호합니다. 또한 Zaitsev 제품으로 이어지는 전환 상태는 대체 된 것보다 에너지가 낮은 삼중 부분 이중 결합을 가지고 있습니다. 따라서 Zaitsev 제품은 열역학적으로 안정적일 뿐만 아니라 더 빠르게 형성됩니다. E2 반응과 달리 E1 메커니즘은 기지의 특성과 무관합니다. 따라서 E1 제거의 전각성은 sterically 방해된 베이스를 사용하여 제어할 수 없습니다. 예를 들어, 이소프로필 알코올과 같은 약하고 부피가 큰 베이스와 동일한 반응은 여전히 호프만 제품에 비해 자이체프를 선호합니다. 일부 E1 반응에서, E1 반응이 carbocation 중간을 통해 진행하기 때문에 예상 알케네는 주요 제품이 아니다. 이 예에서, 이차 환화는 테트라대체 알케네를 주요 제품으로 주기 위해 보다 안정적인 삼차 환으로 1,2-수화물 전환을 겪을 수 있다. E1 반응은 또한 스테레오 선택적, Z 또는 시스 isomer 위에 E 또는 트랜스 알케네를 선호. 그러나, E2 반응과는 달리, 그들은 스테레오특이적이지 않으며 수소와 할로겐이 항 코플라나르가 될 것을 요구하지 않는다. 대신, 양전하 탄소및 인접한 탄소수소 σ 결합의 빈 p 궤도는 새로운 π 결합을 형성하기 위해 최적의 중첩을 위해 평행해야 한다. 카보케이션은 이 요구 사항을 충족하는 두 가지 구성을 채택할 수 있습니다. 하나는 덜 안정적이고, sterically 긴장 된 합성 형태이며, 다른 하나는 더 멀리 떨어져 부피가 큰 그룹과 더 안정적인 안티 형성이다. 합성 형성은 작은 제품으로 덜 안정적인 Z-alkene을 형성하지만, 반대로 형성은 주요 제품으로 덜 방해되고 더 안정적인 E-alkene을 산출한다.

6.19:

E1 반응: 스테레오케미케와 재조화학

E2에서 관찰되는 바와 같이 E1 반응 메커니즘의 중요한 측면 중 하나는 제품으로 수득된 다중 레지오이소르와 함께 재조화학입니다. 논의된 예에서, 약한 기지로서의 물의 존재는 두 개의 알켄을 생성하기 위해 대체보다 제거를 선호합니다. 알케네스의 안정성이 이중 결합을 통해 알킬 그룹의 수와 함께 증가한다는 점을 감안할 때, 일반적으로 E1 반응은 자이체프 제품으로 이어지며, 이는 호프만 제품보다 더 대체되고 안정적입니다. 또한, 자이세프 제품 경로의 전환 상태 중간체는 에너지가 낮기 때문에 이 자이체프 제품이 열역학적으로 안정적이며 키네티적으로 선호되는 것을 확인합니다.

E1 메커니즘은 기지의 특성과 무관합니다. 따라서 E1 제거의 전조성은 sterically 방해된 베이스를 사용하여 조정할 수 없습니다. 이 것의 인스턴스는 칼륨 tert-butoxide 같이 부피가 큰 기지를 사용하는 것과 무관하게 Zaitsev 제품의 형성입니다. 그러나, 때때로, 예상 알케네는 1,2-수화물 시프트가 발생할 수 있는 carbocation 중간체의 E1 메커니즘으로 인해 1차 제품으로 얻어지지 않는다. 이것은 더 안정적인 삼차 환전으로 이끌어 내고, 대신 테트라 대체 알케인을 생성합니다.

일반적으로, E1 반응은 Z 또는 시스 이소머를 통해 E 또는 트랜스 알케네의 형성을 선호하기 때문에, 스테레오 선택적이다. 그러나, 그들은 E2 반응 같이 입체적으로 있지 않으며 수소와 할로겐의 평면도에 영향을 미치지 않습니다. 여기서, 그것은 양전하 탄소와 최적의 π 결합을 형성하기 위한 평행해야 하는 인접한 탄소-수소 σ 결합에 인접한 빈 p 궤도의 방향에 달려 있다. E1 메커니즘의 중간 카보션은 두 가지 구성에서 이러한 요구 사항을 수반합니다: (a) 덜 안정적인 시너지 형성, 이는 sterically 변형되고, (b) 부피가 큰 그룹이 더 멀리 떨어져 있는 보다 안정적인 항 형성. 따라서, 합성 형성은 안정적 인 Z-alkene의 사소한 제품으로 이어지며, 반대로 형성은 기본 제품으로 덜 스테릭 장애물로 보다 안정적인 E-alkene을 산출한다.

Suggested Reading

  1. Brown, W.H., & Iverson, B.L., & Anslyn, V.E., & Foote S.C. (2014). Organic Chemistry. Mason, Ohio: Cengage Learning, 369-376.
  2. Solomons, G., & Fryhle, C. & Snyder, S. (2015). Organic Chemistry. New Jersey, NJ: Wiley, 275-281.
  3. Loudon, M., & Parise, J. (2016). Organic Chemistry. New York, NY: Macmillan Publishers, 405-513.
  4. Klein, D. (2017). Organic Chemistry. New Jersey, NJ: Wiley, 289-308.
  5. Clayden, J., & Greeves, N., & Warren, S. (2012). Organic Chemistry. Oxford: Oxford University Press, 383-404.