Fråga om konkurrerande E2-produkter

naytte skrev:

Halloj!

Jag håller på att studera b)-uppgiften följande exempelfråga:

Jag ser ju att det finns två möjliga β-väten som kan abstraheras, och det är uppenbart att det väte på β-kolet till vänster om α-kolet är det som kommer abstraheras, eftersom det bildas en sekundär alken istället för en primär alken.

Ja den sekundära alkenen bör vara den dominanta produkten, men den primära är också ett alternativ. 

 

Jag undrar däremot hur man vet vilken av de två möjliga isomererna som kommer bildas? För det finns väl två olika som kan bildas, beroende på hur metylgruppen bredvid bromen satt när reaktionen ägde rum?:

Jag undrar också hur man namnger dessa. Är det rätt att kalla dem:

(E)-5-metyl-but-2-en (översta)

(Z)-5-metyl-but-2-en (understa)

Denna typ av reaktion har faktiskt en stereospecificitet, så en av dessa produkter kommer vara dominant, vilket nog blir enklare att se om du betraktar ämnet längs med bindningen mellan kolen 2-3, då kommer du se hur substituenterna förhåller sig till varandra.

Men i ditt fall påverkas E/Z av vilken proton på kol 3 som basen abstraherar, d.v.s. om det är som i illustrationen nedan, eller varianten som uppstår efter en 120° rotation längs C2-3 med R1 till höger istället. (tror jag fick rätt stereokemi på reaktanten nedan)

När dubbelbindningen bildas kommer ingen rotation ske längs kol 2-3. Du kan nog argumentera för vilken form av reaktanten som dominerar utifrån steriskt hinder - och på så vis motivera varför den ena E eller Z dominerar som produkt.

Jag anar dock att svaret är lite enklare än vad du tänkt, och istället fiskar frågeställaren efter motivationen till varför en sekundär alken bildas över en primär. 

Fenomenet som mag1 beskriver diskuteras i det här klippet:

https://youtu.be/_oodhLhuD5U?si=QI56QrHnrGoMSsKf

Ett tips är också att bygga molekylen och vrida den till de två olika konformationerna med antipariplanärt väte och brom som ger E- respektive Z-produkten. Då ser man enkelt att den ena konformationen är mindre steriskt gynnsam.

naytte skrev:

Jag undrar också hur man namnger dessa. Är det rätt att kalla dem:

(E)-5-metyl-but-2-en (översta)

(Z)-5-metyl-but-2-en (understa)

Helt rätt! (Förutom att understa strukturen saknar en metylgrupp.)

Tack för svaren! Jag tittade på videon och undrar om det alltså funkar att tänka att den konformation som är mest stabil är den där alkylgrupperna är så långt ifrån varandra som möjligt (man minimerar de intramolekylera alkyl-alkyl-interaktionerna), och i så fall blir det såklart även (E)-isomeren som är den vanligaste.

@mag1:

Jag tittade snabbt i facit nu och tentamakaren fiskade faktiskt efter just vilken isomer som var mest stabil. Det gavs konstigt nog faktiskt ingen förklaring till varför en sekundär alken är mer stabil än en primär.

Jag vet inte om man kan generalisera riktigt så mycket, utan tänker att det bästa är att rita upp Newmanprojektionen för (eller bygga!) bindningen mellan alfa- och beta-kolet och kolla vilka interaktioner som finns i spel.

i det här fallet finns tre buliga grupper att hålla reda på: metylgruplen och bromatomen på alfa-kolet, och den långa alkylgruppen på beta-kolet. 

Borde inte metylgruppen på kol 5 också spela roll? Vi vet ju inte åt vilket håll den pekar (och den kan ju inte ligga i planet). Nedan framgår en bild på molekylen:

Pilen pekar på det väte som abstraheras. Det borde ju vara någorlunda lättillgängligt (förutsatt att metylgruppen pekar åt hållet som den gör i min modell). Om vi däremot vrider på alfakolet så att vi får den konformation som skulle ge (E)-produkten så får vi:

Nu borde väl det antiperiplanära vätet vara betydligt mer täckt av metylgrupperna? Dvs. vi har en konformation med betydligt större steriska hinder (och dessutom större metyl-metyl interaktioner).

Jo metylgruppen påverkar den med. I uppgiftens struktur anges inte vilken absolut konfiguration kol5 har. 

Men om vi utgår ifrån dina bilder, så håller jag med om att vätet i den övre varianten är mindre skymd. Eller motsvarande konformation med väte och metylgrupp på motsatta sidor (om det är den andra kol 5 isomeren).

Men roterar du C4-5 bindningen och, C1-2 kan du minska skymningen från metylgruppen.

Kol 5 är väl inte ett kiralt center?

oggih skrev:

Kol 5 är väl inte ett kiralt center?

Nej det är det inte, så "absolut" var lite missledande. Men genom rotationerna kommer antingen metylgrupp eller väte kunna vändas mot/från vätet på kol 3.