Стереохимия E2: анти-перипланарность
Анти-перипланарная геометрия
В переходном состоянии E2 водород и уходящая группа стоят строго напротив друг друга.
Как найти анти-перипланарный водород
- Нарисуйте проекцию Ньюмена вдоль связи Cα–Cβ.
- Поверните задний атом так, чтобы водород встал точно напротив уходящей группы (двугранный угол 180°).
- Если подходящих водородов у β-атома несколько — возможны разные алкены; если один — продукт один.
- Син-перипланарное отщепление (угол 0°) возможно, но идёт намного медленнее.
Почему анти: в одной плоскости орбиталь σ(C–H) отдаёт плотность на σ*(C–X) — связь C–X рвётся, между атомами углерода растёт π-связь.
Примеры
1. Два диастереомера 2-бром-3-метилпентана. У C3 один водород — он и встаёт напротив брома.
2. Бромэтан: любой из трёх β-водородов может встать напротив брома — продукт один, этилен.
error«Анти» — про H и X, а не про продукт
Анти-перипланарность описывает переходное состояние. Продукт может оказаться и E, и Z — это зависит от того, какие группы остались рядом.
edit_noteПопробуйте сами
Сколько водородов у C3 2-бром-3-метилпентана может встать напротив брома?
expand_moreПоказать решение
Один — у C3 только один атом водорода; поэтому каждый диастереомер даёт один изомер алкена.
Стереоспецифичность на практике
E2 стереоспецифична: разные диастереомеры дают разные изомеры алкена.
Как предсказать E/Z продукта E2
- Постройте проекцию Ньюмена вдоль Cα–Cβ (из Фишера: сначала заслонённая конформация, затем поворот заднего атома).
- Поставьте водород β-атома строго напротив уходящей группы.
- Оставшиеся группы: стоящие рядом (через 60°) окажутся по одну сторону двойной связи, через 180° — по разные.
- Назначьте E/Z по старшинству.
Примеры
1. Анти-дегалогенирование. Иодид в ацетоне отщепляет \(\ce{Br2}\) от вицинальных дибромидов тоже анти: мезо-2,3-дибромбутан → (E)-бут-2-ен. В анти-конформации двух атомов брома метилы мезо-формы стоят напротив друг друга.
2. Проверка по двум диастереомерам (рисунок выше): (2S,3S)-2-бром-3-метилпентан → (E)-, (2S,3R) → (Z)-3-метилпент-2-ен.
errorФишер — это заслонённая конформация
В проекции Фишера заместители соседних атомов заслоняют друг друга. Чтобы найти анти-водород, переведите её в проекцию Ньюмена и поверните задний атом.
edit_noteПопробуйте сами
Какой алкен даст (2R,3R)-2,3-дибромбутан с иодидом натрия в ацетоне?
expand_moreПоказать решение
(Z)-Бут-2-ен: в анти-конформации атомов брома метилы оказываются рядом.
push_pinГлавное
В переходном состоянии E2 атомы H–C–C–X лежат в одной плоскости, а H и X направлены в противоположные стороны (двугранный угол 180°): так перекрываются орбитали σ(C–H) и σ*(C–X). Если у β-атома один водород, продукт один — E2 стереоспецифична: разные диастереомеры дают разные E/Z-изомеры. Группы, стоящие в анти-конформации рядом (через 60°), оказываются по одну сторону двойной связи.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.