Stereoisomeriska utfall från en reaktion

Glarboo skrev:

Hej! Jag kan inte hitta följande svar på frågor från en gammal tenta. Så här går den:

"När du värmer (2R,3R)-2-jod-3-metylhexan i metanol så får du två stereoisomerer av en metyleter. Rita strukturerna för de två stereoisomererna och förklara reaktionens utfall genom att rita en mekanism."

Jag är ganska säker på att jag skrivit en av mekanismerna korrekt. Men detta är ju bara ett av de två utfallen jag ska få (ursäkta den totalt usla kvaliteten):

Frågan säger att båda utfallen är stereoisomerer av varann så jag antar att något måste ske vid de kirala centrumen. Kanske roterar en av dem och blir från R till S? Men jag är då osäker på vilken av dem som roterar.

Tack på förhand! Hoppas den legendariska Smaragdalena svarar ;)

Nej, vill du ha hjälp behöver du fixa en bild som går att tyda.

Smaragdalena skrev:

Glarboo skrev:

Hej! Jag kan inte hitta följande svar på frågor från en gammal tenta. Så här går den:

"När du värmer (2R,3R)-2-jod-3-metylhexan i metanol så får du två stereoisomerer av en metyleter. Rita strukturerna för de två stereoisomererna och förklara reaktionens utfall genom att rita en mekanism."

Jag är ganska säker på att jag skrivit en av mekanismerna korrekt. Men detta är ju bara ett av de två utfallen jag ska få (ursäkta den totalt usla kvaliteten):

Frågan säger att båda utfallen är stereoisomerer av varann så jag antar att något måste ske vid de kirala centrumen. Kanske roterar en av dem och blir från R till S? Men jag är då osäker på vilken av dem som roterar.

Tack på förhand! Hoppas den legendariska Smaragdalena svarar ;)

Nej, vill du ha hjälp behöver du fixa en bild som går att tyda.

Hej, fixat!

Betydligt bättre bild nu.

Så det är jodidjonen som är lämnande grupp, metanolen binder in till det positiva kolet och det bildas en eter. Det verkar rimligt. Vad heter den produkten?

Kan den positiva laddningen flytta sig till något annat kol, så att metanolet kan binda in dit istället?

Smaragdalena skrev:

Betydligt bättre bild nu.

Så det är jodidjonen som är lämnande grupp, metanolen binder in till det positiva kolet och det bildas en eter. Det verkar rimligt. Vad heter den produkten?

Kan den positiva laddningen flytta sig till något annat kol, så att metanolet kan binda in dit istället?

Ja juste, den positiva laddningen är mycket mer stabil i det tertiära kålet! Så "the minor product" måste vara 2-methoxy-3-methylhexane och "major product" är då 3-methoxy-3-methylhexane? Vad hände då mekanism-mässigt tro? Ska jag flytta väte från C3 hos hexanen?

Det framgår inte i din fråga under vilka förhållanden som reaktionen sker, men om du värmer ditt ämne löst i metanol, hur motiverar du att jodidjonen elimineras och att en karbokatjon bildas?

Jämfört med en/flera alternativa reaktioner? Vilka andra alternativa reaktioner har du övervägt/förkastat?

Mag1 är betydligt bättre än jag på organsik kemi, ville bara säga det!

Smaragdalena skrev:

Mag1 är betydligt bättre än jag på organsik kemi, ville bara säga det!

Nejnejnej inte så :) Jag menar inte att den lösning ni diskuterat är fel, jag var mest intresserad av hur Glarboo tänkt om alternativen. Så jag frågade mest, för jag tror det finns lite olika skolor/åsikter om vad som kan ske med en neutral svag bas och ett sekundärt halogenkolväte.

mag1 skrev:

Det framgår inte i din fråga under vilka förhållanden som reaktionen sker, men om du värmer ditt ämne löst i metanol, hur motiverar du att jodidjonen elimineras och att en karbokatjon bildas?

Jämfört med en/flera alternativa reaktioner? Vilka andra alternativa reaktioner har du övervägt/förkastat?

Jag tänker att med en svag bas och med "mycket" värme i systemet finns högst chans att LG självmant lämnar och att en Sn1 reaktion sker. Möjligtvis kunde en E1 reaktion ske genom att basen tar upp ett väte, tvingar LG att lämna, och därav skapar en dubbelbindning. Men med en svag bas och faktum att frågan nämnde att man fick en metyleter så bestämde jag mig för att måla en Sn1 istället.

Men jag undrar också litegrann vad som händer när karbokatjonen "flyttar" på sig. Kommer vätet på kål 3 då lossna och sätta sig på kål 2? Ska man måla att vätet lossnar i steg ett och sedan att den sätter sig på kål 2 i steg två, eller sker förflyttandet under ett enda steg? Tack igen för hjälpen och ditt tålamod🙏!

Håller med om att det är låg chans för en eliminationsreaktion, med den neutrala/mycket svaga basen. Och frågan anger produkterna, som exkluderar elimination (borde gå att få med hög temperatur dock, så därför misstänker jag att det står "värmer" istället för "värmer kraftigt" eller liknande). Att halogenkolet är lite skymt stämmer bra, men helt otillgängligt är det inte (om du roterar bindningen mellan C2-C3 exponeras baksidan av C2 bättre).

Och med en bra lämnande grupp bör det istället ske en substitutionsreaktion. Primärt kol bör ge S_N2, tertiärt S_N1, men vad har ni gått igenom gällande sekundära halogenkol? Ofta sammanfattas det i princip med att "svaga baser ger S_N1", men en del argumenterar för att en S_N2 ändå bör kunna ske. Så det "vanligaste svaret" är via S_N1, men om det sker via S_N2 blir ju produkten en annan. (har ni inte diskuterat detta under kursen så förväntar sig facit nog S_N1 reaktionen som du börjat visa).

Ja laddningen kan omlagras mellan kolen så att den mer stabila karbokatjonen bildas, vilket sker genom s.k. "hydride shift". När den sekundära karbokatjonen bildas på kol 2 kan vätekärnan med bägge bindningselektronerna migrera, och då stabiliseras karbokatjonen bättre på det tertiära kolet. Det finns väl inget som hindrar att motsvarande sker åt andra hållet, men det är lägre energi när karbokatjonen är tertiär så det är mer sannolikt att det är den tertiära karbokatjonen som existerar när metanolen attraheras.

(Förresten det är kol, som i grillkol, med "å" blir det kålen vi äter :) )

mag1 skrev:

Håller med om att det är låg chans för en eliminationsreaktion, med den neutrala/mycket svaga basen. Och frågan anger produkterna, som exkluderar elimination (borde gå att få med hög temperatur dock, så därför misstänker jag att det står "värmer" istället för "värmer kraftigt" eller liknande). Att halogenkolet är lite skymt stämmer bra, men helt otillgängligt är det inte (om du roterar bindningen mellan C2-C3 exponeras baksidan av C2 bättre).

Och med en bra lämnande grupp bör det istället ske en substitutionsreaktion. Primärt kol bör ge S_N2, tertiärt S_N1, men vad har ni gått igenom gällande sekundära halogenkol? Ofta sammanfattas det i princip med att "svaga baser ger S_N1", men en del argumenterar för att en S_N2 ändå bör kunna ske. Så det "vanligaste svaret" är via S_N1, men om det sker via S_N2 blir ju produkten en annan. (har ni inte diskuterat detta under kursen så förväntar sig facit nog S_N1 reaktionen som du börjat visa).

 

Ja laddningen kan omlagras mellan kolen så att den mer stabila karbokatjonen bildas, vilket sker genom s.k. "hydride shift". När den sekundära karbokatjonen bildas på kol 2 kan vätekärnan med bägge bindningselektronerna migrera, och då stabiliseras karbokatjonen bättre på det tertiära kolet. Det finns väl inget som hindrar att motsvarande sker åt andra hållet, men det är lägre energi när karbokatjonen är tertiär så det är mer sannolikt att det är den tertiära karbokatjonen som existerar när metanolen attraheras.

 

(Förresten det är kol, som i grillkol, med "å" blir det kålen vi äter :) )

Då tror jag att jag fattar👍. Jag kommer nog gå för att en S_N1 reaktion sker på kol 2 och, via hydride shift, på kol 3. Jag tror det är mest sannolikt det som de letar efter (tyvärr är detta en fråga från en gammal tenta och de gav inget facit till den för någon anledning). Många tack för hjälpen! Och jag ska använde "kol" från och med nu haha