Стереохимия SN2
Обращение конфигурации
В \(S_N2\) нуклеофил приходит с противоположной стороны — три других заместителя «выворачиваются».
Как нарисовать продукт \(S_N2\) у стереоцентра
- Нарисуйте субстрат с клиньями.
- Поставьте нуклеофил на место уходящей группы, но с противоположной стороны: клин ↔ штрих.
- Остальные группы оставьте на местах (зонтик вывернулся).
- Определите R/S продукта заново.
Примеры
1. (R)-2-Бромбутан + \(\ce{HO-}\) → (S)-бутан-2-ол.
2. (S)-2-Хлорпентан + \(\ce{CN-}\) → (R)-2-метилпентаннитрил: CN, как и Cl, — старший заместитель.
3. Цис-1-бром-3-метилциклопентан + \(\ce{CN-}\) → транс-3-метилциклопентан-1-карбонитрил.
4. (S)-2-Бром-1-метоксипропан + \(\ce{CN-}\) → (S)-3-метокси-2-метилпропаннитрил: геометрия обращена, но теперь старшая группа — \(\ce{CH2OCH3}\) (O старше N), а не CN. Буква сохранилась.
errorБуква — не геометрия
Обращение — это геометрия. Буква R/S меняется, только если нуклеофил занимает в ряду старшинства то же место, что уходящая группа.
edit_noteПопробуйте сами
Какой продукт даст (R)-2-хлорпентан с азидом натрия в ДМФА?
expand_moreПоказать решение
(S)-2-азидопентан: азид, как хлор, — старший заместитель, буква меняется.
Обращение в синтезе
Обращение конфигурации — инструмент: им получают нужный стереоизомер.
Как проследить конфигурацию в цепочке
- Каждая стадия \(S_N2\) у стереоцентра — обращение.
- Две стадии \(S_N2\) подряд — исходная геометрия (двойное обращение).
- Стадия, не затрагивающая связей стереоцентра, сохраняет его геометрию (реакция у соседнего атома, гидролиз сложного эфира).
- Букву в конце определите заново.
Примеры
1. Одно \(S_N2\): (S)-2-иодоктан + \(\ce{CH3COONa}\) (ДМФА) → (R)-2-октилацетат.
2. Два \(S_N2\): (S)-2-бромбутан \(\xrightarrow{\ce{NaI}}\) (R)-2-иодбутан \(\xrightarrow{\ce{NaN3}}\) (S)-2-азидобутан.
3. Гидролиз сложного эфира щёлочью рвёт связь ацил–кислород: \(\ce{CH3CO-OR + OH- -> CH3COO- + HO-R}\) — связь C–O у стереоцентра спирта цела, конфигурация сохраняется.
errorВторое SN2 возвращает конфигурацию
Двойное обращение даёт исходную геометрию. Считайте число \(S_N2\)-стадий у стереоцентра.
edit_noteПопробуйте сами
(R)-2-Бромпентан обработали NaI (ацетон), затем NaSH (ДМФА). Какова конфигурация тиола?
expand_moreПоказать решение
Два обращения — исходная геометрия; SH, как Br, старший: (R)-пентан-2-тиол.
push_pinГлавное
Атака с тыла выворачивает заместители стереоцентра, как зонтик на ветру: конфигурация обращается. Если нуклеофил занимает в ряду старшинства то же место, что уходящая группа, буква меняется: (R) → (S). Если старшинство меняется, буква может сохраниться — смотрите на геометрию, а не на букву. Две стадии \(S_N2\) подряд возвращают исходную геометрию; стадии, не затрагивающие связей стереоцентра, её сохраняют.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.