Org. kemi - konkurrerande reaktioner, stereokemi m.m.
Halloj!
Jag sitter med uppgiften nedan:
Mina svar framgår i bilden nedan. Tycker ni att resonemangen är OK eller saknas något/finns det fel?
Ser väldigt bra ut. Hittar bara några småsaker:
a) Att säga att det "sker en SN2-mekanism" låter ogrammatiskt i mina öron. Jag hade sagt att det sker en SN2-reaktion.
Kanske är värt att nämna något om frånvaron av steriskt hinder också, som annars hade kunnat styra mot SN1. T.ex. kan man påpeka att kolet där substitutionen sker är sekundärt, och att stolkonformationen där kloret sitter axiellt är stabil (vilket jag tror mer eller mindre krävs för att en SN2-reaktion ska kunna ske).
d) Kanske kan vara tydligare att rita ut substratet i sin stolkonformation (speciellt eftersom du hänvisar till detta i deluppgift e).
g) Du kanske kan ge något/några exempel på bulkigare baser?
d) Kanske kan vara tydligare att rita ut substratet i sin stolkonformation (speciellt eftersom du hänvisar till detta i deluppgift e).
Detta är något jag har funderat över när det kommer till att rita mekanismer. Är det nödvändigt att rita ut stolkonformationen? Går det inte att avläsa ur den "vanliga" skelettstrukturen, när man kollar "rakt uppifrån", hur geometrin mellan vätet och den lämnande gruppen ser ut?
a) Att säga att det "sker en SN2-mekanism" låter ogrammatiskt i mina öron. Jag hade sagt att det sker en SN2-reaktion.
Det har du helt rätt i!
naytte skrev:d) Kanske kan vara tydligare att rita ut substratet i sin stolkonformation (speciellt eftersom du hänvisar till detta i deluppgift e).
Detta är något jag har funderat över när det kommer till att rita mekanismer. Är det nödvändigt att rita ut stolkonformationen? Går det inte att avläsa ur den "vanliga" skelettstrukturen, när man kollar "rakt uppifrån", hur geometrin mellan vätet och den lämnande gruppen ser ut?
Grejen är att för både SN2- och E2-reaktioner så spelar konformationen roll (t.ex. bör den lämnde gruppen sitta axiellt, och vid en E2:a så ska vätet som basen tar dessutom vara antiperiplanärt) så då blir det viktigt att övertyga sig själv och läsaren om att den korrekta geometrin är möjlig och inte alltför steriskt missgynnad, vilket man bäst gör genom att fakriskt rita ut den rätta stolkonformationen.
Beror på hur petig rättaren är, men det bildas även en kloridjon i d). Det är inte "fel" som du visat men risken för avdrag minskar nog på tentan om du inkluderar jonen. Kloridjonen är nog mer intressant att visa, för den behöver du få bort under upparbetningen, medans vattnet kan du bli av med bara genom avdunstning.
e) ger 2 poäng så kanske förväntas lite mer i detta svar än i a/c. Kanske kan vara värt att rita ut det andra alternativet för E2 reaktionen, du har ju redan visat det ena i svaret på d) så det kan du referera till.
@oggih:
Här är mitt försök till den "korrekta" stolkonformationen. Jag försökte sätta den bulkiga metylgruppen på den ekvatoriella positionen för att minimera diaxiella interaktioner. Här sitter kloratomen dessutom axiellt.
Jag förstår dock fortfarande inte riktigt varför det är bättre att rita den så här. Jag tycker man får ut i princip samma information från den här bilden som från den föregående, men jag missar uppenbarligen något.
Snyggt!
Det är väl lite en smaksak om det är värt att rita ut stolkonformationen, men jag tycker personligen det blir mycket tydligare att se vilka reaktioner som kan ske om man har den här konformationen framför sig. Dessutom pratar du ju om antiplanära väten i sitt svar på uppgift (e), så då blir det extra viktigt att visa vilken konformation och vilka väten det är du har i åtanke.
Som du själv är inne på är det intressant att se huruvida metylgruppen hamnar axiellt eller ekvatoriellt när kloret sitter i den nödvändiga axiella positionen. Att metylgruppen hamnar ekvatoriellt är gynnsamt; hade den i stället suttit axiellt hade det ökat aktiveringsenergin för både SN2- och E2-reaktionerna.
Nu är ju så klart metylgruppen inte så särskilt bulkig, så detta hade kanske inte gjort någon skillnad i praktiken, men om vi byter ut den mot något bulkigare som en tert-butylgrupp hade det varit ett mer seriöst problem. Tyvärr har jag inte siffror för diaxiala interaktioner i huvudet, men om man ska spekulera hade det kunnat riskera att göra E2-/SN2-reaktionerna så långsamma att SN1/E1 hade börjat konkurrera och ge oväntade produkter (eller så hade vi knappt fått någon reaktion alls i praktiken!).
Så all in all tycker jag det är en bra vana att rita ut stolkonformationen när man jobbar med cyklohexanderivat. Om man skippar de irrelevanta vätena är det inte så mycket mer tidskrävande än att bara rita ut en hexagon.
Dessutom pratar du ju om antiplanära väten i sitt svar på uppgift (e), så då blir det extra viktigt att visa vilken konformation och vilka väten det är du har i åtanke.
Jag tror det är här kruxet ligger. Kan man inte säga att vätena är antiperiplanära till den lämnande gruppen utan att tänka i termer av stolkonformationen? Man kan väl förstå även ur hexagonen att om ett väte pekar in i planet och den lämnande gruppen pekar ut ur planet samtidigt som de pekar i olika riktningar, så måste de vara antiperiplanära?
Grejen är att molekylen måste vara i en stolkonformation när den lämnande gruppen och beta-vätet är axiella för att få antiperiplanäritet, så det är viktigt att det inte finns något på molekylen som försvårar eller omöjliggör detta, vilket är enklast att se genom att helt enkelt rita ut den önskade konformationen. Men visst, för enkla fall som detta kan jag hålla med om att det inte riktigt behövs.
Grejen är att molekylen måste vara i en stolkonformation när den lämnande gruppen och beta-vätet är axiella för att få antiperiplanäritet, så det är viktigt att det inte finns något på molekylen som försvårar eller omöjliggör detta, vilket är enklast att se genom att helt enkelt rita ut den önskade konformationen.
Jag kanske bara är extra trög nu men jag hänger fortfarande inte riktigt med. Några frågor jag tror jag behöver räta ut:
(1) Befinner sig inte molekylen alltid i någon av stolkonformationerna?
(2) Vad skulle vara ett exempel på en stolkonformation där det sitter något på molekylen som försvårar att beta-vätet och den lämnande gruppen sitter axiellt relativt varandra? Du tog ju upp exemplet där vi hade en tert-butylgrupp istället för en metylgrupp, men jag hänger inte med på hur en grupp "på andra sidan" molekylen skulle påverka geometrin mellan beta-vätet och den lämnande gruppen.
Det skulle kunna vara så att en bulkig grupp tvingar över molekylen i en konformation där den lämnade gruppen sitter på ett sådant sätt att E2/SN2 omöjliggörs.
Att gå över till den missgynnade konformationen som krävs för att reaktion ska ske kommer kosta energi, vilket gör att reaktionen sker långsammare (i värsta fall så långsamt att andra oväntade reaktioner tar över eller att praktiskt taget inget alls sker).
I exemplet jag gav ovan ser de två stolkonformationerna ut så här, vilket inte kommer gynna SN2/E2:
Ja okej, nu är jag nog med!! I den konformationen som krävs, där kloret sitter axiellt, måste samtidigt den bulkiga tert-butylgruppen också sitta axiellt (eftersom kloratomen och tert-butylgruppen pekar åt olika håll i vår struktur!), men denna konformation är väldigt ogynnsam på grund av de diaxiala interaktionerna mellan tBu-gruppen och β-vätena som sitter antiperiplanärt till kloratomen?
Exakt! Och för att upptäcka sådana problem är det en bra vana att rita stolkonformationen/-erna för cyklohexanderivat.
Jo men okej, då är jag helt med på varför!
Tack för hjälpen och för tålamodet!
