ГЕТЕРОЦИКЛЫ 3, 4 И 7 ЧЛЕНОВ

модели обложек

Свойства трехчленных колец связаны с деформацией из-за малых валентных углов. Угловая деформация вызывает реакции раскрытия с образованием ациклических продуктов.


В этом разделе мы изучим следующие гетероциклы: оксиран, тииран, 2H-азирин, азиридин, диоксиран, оксазиридин, 3H-диазирин и диазиридин.

oxirano


Температура кипения: 10,5ºC
Кольцевое напряжение: 114 кДж/моль
дипольный момент: 1,88 D
Характеристики: Бесцветная жидкость, растворимая в воде, очень ядовитая в газовой фазе.

tiirano


Температура кипения: 55ºC
Кольцевое напряжение: 83 кДж/моль
дипольный момент: 1,66 D
Характеристики: Бесцветная жидкость, частично растворимая в воде.

2h-azirina


Точка кипения:
Напряжение кольца: 170 кДж/моль.
дипольный момент:
Характеристики: Очень нестабильное вещество с высокой реакционной способностью по связи C=N.

aziridina

Температура кипения: 57ºC
Напряжение кольца: 113 кДж/моль.
дипольный момент: 1,89 D
Характеристики: Бесцветная жидкость, растворимая в воде, ядовитая, с запахом аммиака.

Физические свойства: Кольцевое напряжение составляет 114 кДж/моль. Дипольный момент равен 1,88 D.
Спектроскопические данные: УФ -спектр: λ=171 нм. ЯМР : δH= 2,54, δC= 39,7.

propiedades-fisicas

Внутримолекулярная циклизация (внутримолекулярная Вильямсона): галогенированные спирты в положении 2 циклизуются в основных средах с образованием оксиранов.

sintesis williamson del oxirano


Механизм:

Mecanismo síntesis de Williamson

Оксираны действуют как основания Льюиса, протонируя кислород в кислой среде. Второй тип реактивности связан с деформацией кольца, что способствует реакциям раскрытия.

Изомеризация в карбонильные соединения: оксираны в присутствии кислот Льюиса изомеризуются с образованием альдегидов или кетонов. Так, оксиран в присутствии BF 3 превращается в ацетальдегид.

oxirano-reactividad
Пример: Предложите механизм следующего преобразования:

oxirano-reactividad-02.gif


Решение - BF 3 протонирует кислород оксирана, превращая его в хорошую уходящую группу и способствуя открытию цикла. Перегруппировка в гидроксикарбокатион даст ожидаемый продукт.

oxirano-reactividad-03.gif