11.12
에폭사이드는 고도로 변형된 구조로 인해 산 촉매 또는 염기 촉매 반응 중 하나를 쉽게 겪습니다.
산 촉매 반응과 비교했을 때, 염기 촉매 고리 개구부는 강한 친핵성 또는 알콕사이드 이온 또는 수산화물 이온과 같은 강한 염기를 필요로 합니다.
예를 들어, 에톡시나트륨은 에탄올 용매에서 2,2-디메틸옥시란의 고리 개방 반응을 촉매하여 1-에톡시-2-메틸-2-프로판올을 생성합니다.
기계적으로, 에톡시드 이온은 SN2 과정에서 치환이 적은 에폭사이드의 1차 탄소에 대해 친핵성 공격을 실행하고 에폭사이드 고리를 열어 알콕사이드 이온을 형성합니다.
그런 다음 용매는 생성된 알콕사이드 이온을 양성자화하여 해당 생성물을 생성합니다.
에폭사이드 고리는 또한 시안화나트륨, 황화수소나트륨, 암모니아, 그리나드 시약 및 리튬 알루미늄 수소화물과 같은 다양한 다른 강력한 친핵체에 의해 열릴 수 있습니다.
에폭사이드와 달리 에테르는 친핵성 반응을 쉽게 겪지 않습니다. 이러한 반응의 실현 불가능성은 에폭사이드, 에테르 및 해당 알콕사이드 이탈 그룹의 위치 에너지를 고려하여 이해할 수 있습니다.
선형 에테르와 비교하여, 에폭사이드는 고리 변형률로 인해 고에너지 기판입니다.
결과적으로, 반응에 필요한 활성화 에너지는 에테르보다 에폭사이드에 대해 더 적습니다.
또한, 에폭사이드의 경우, 형성된 생성물은 반응물보다 에너지가 낮습니다. 그러나 에테르의 경우 생성물이 더 높은 에너지를 가지고 있습니다.
따라서, 에폭사이드와 친핵체의 반응은 열역학적으로 선호됩니다.
에폭사이드의 염기 촉매 고리 개구부는 전형적인 SN2 와 같은 위치 선택성을 보여주며, 여기서 친핵체는 덜 방해받은 탄소를 공격합니다.
이러한 반응의 입체선택성은 SN2 프로세스와 유사합니다. 친핵성 공격은 이탈 그룹에 대항하여 키랄 중심에서 구성의 반전을 일으킵니다.
매우 변형된 구조로 인해 에폭사이드는 산이나 염기의 존재 하에서 친핵성 치환을 통해 쉽게 고리 열림 반응을 나타날 수 있습니다. 산 존재 하에서의 친핵성 치환 반응을 산 촉매 개환 반응이라 하고, 염기 존재 하에서의 친핵 치환 반응을 염기 촉매 개환 반응이라고 합니다.…