door Marko » wo 24 dec 2014, 18:08
Even een paar punten op de i.
De vorming van een lacton uit een hydroxyzuur is geen hydrolyse. De omgekeerde stap (splitsing van de esterbinding door water) is een hydrolysereactie, en die omgekeerde stap verloopt prima, zeker in het geval van een beta-lacton zoals hier. Het openbreken van de ester neemt de ringspanning weg, wat het tot een gunstige reactie maakt.
Dat de vorming van een lacton uit een hydroxyzuur een aflopende reactie kan zijn komt enkel en alleen door de gekozen reactie-omstandigheden: Door continu onttrekken van water wordt het evenwicht - want dat is het - in de richting van het gedehydrateerde product getrokken. Bij andere omstandigheden, bijvoorbeeld een overschot aan water, verloopt de reactie de andere kant op, en net zo aflopend, geheel indachtig het principe van Le Châtelier.
Hier staat hier als eindproduct een carboxylaat-ion getekend, wat wijst op het gebruik van OH-, een goed nucleofiel. Daarmee is het al helemaal geen probleem om de ring te openen.
Wat er bij I van je verwacht wordt is niet helemaal duidelijk. Te zien is dat een Cl is vervangen door Me3N, dit kan duiden op een nucleofiele substitutie. Daarbij ontstaat een quaternair ammoniumion, met inderdaad een formele lading van 1+ op het N-atoom. Maar er is niet alleen een Cl- af, er is ook nog een H bijgekomen, en een negatieve lading, en de ring is geopend.
Nu kunnen beta-lactonen ook ring-openen op het alkyl-C-atoom. Maar dat zou in dit geval dan gebeurd moeten zijn met H- als nucleofiel, en dat zie ik niet gebeuren.
In de structuur onder I hoeft helemaal geen sprake te zijn van een tegenion, we hebben hier te maken met een betaïne-achtige structuur. In het molecuul zijn zowel een positieve als een negatieve lading aanwezig, in feite is het zijn eigen tegenion.
Er wordt gesproken over een SN2-reactie die 2 snelheidsbepalende stappen zou hebben. Dat kan niet zo zijn. Ten eerste heeft een reactie maar 1 snelheidsbepalende stap, ten tweede verloopt een SN2-reactie in 1 stap, zodat je je niet eens hoeft af te vragen welke stap de snelheidsbepalende is.
Er staat ergens een SN1-reactie getekend waarbij het carbokation op een primair C-atoom ontstaat. Dat is uit den boze.
Voor de rest valt een alcohol niet zomaar te reduceren. Wat wel zou kunnen is dat men een eliminatiereactie uitvoert, en daarna het alkeen reduceert. Dát kan prima met H2 en Pd/C (met alleen Pd/C bereik je niks).
Maar ik vraag me sterk of of de maker van deze opgave een dergelijke route in zijn achterhoofd had.
Even een paar punten op de i.
De vorming van een lacton uit een hydroxyzuur is geen hydrolyse. De omgekeerde stap (splitsing van de esterbinding door water) is een hydrolysereactie, en die omgekeerde stap verloopt prima, zeker in het geval van een beta-lacton zoals hier. Het openbreken van de ester neemt de ringspanning weg, wat het tot een gunstige reactie maakt.
Dat de vorming van een lacton uit een hydroxyzuur een aflopende reactie kan zijn komt enkel en alleen door de gekozen reactie-omstandigheden: Door continu onttrekken van water wordt het evenwicht - want dat is het - in de richting van het gedehydrateerde product getrokken. Bij andere omstandigheden, bijvoorbeeld een overschot aan water, verloopt de reactie de andere kant op, en net zo aflopend, geheel indachtig het principe van Le Châtelier.
Hier staat hier als eindproduct een carboxylaat-ion getekend, wat wijst op het gebruik van OH[sup]-[/sup], een goed nucleofiel. Daarmee is het al helemaal geen probleem om de ring te openen.
Wat er bij I van je verwacht wordt is niet helemaal duidelijk. Te zien is dat een Cl is vervangen door Me[sub]3[/sub]N, dit kan duiden op een nucleofiele substitutie. Daarbij ontstaat een quaternair ammoniumion, met inderdaad een formele lading van 1+ op het N-atoom. Maar er is niet alleen een Cl[sup]-[/sup] af, er is ook nog een H bijgekomen, en een negatieve lading, en de ring is geopend.
Nu kunnen beta-lactonen ook ring-openen op het alkyl-C-atoom. Maar dat zou in dit geval dan gebeurd moeten zijn met H[sup]-[/sup] als nucleofiel, en dat zie ik niet gebeuren.
In de structuur onder I hoeft helemaal geen sprake te zijn van een tegenion, we hebben hier te maken met een betaïne-achtige structuur. In het molecuul zijn zowel een positieve als een negatieve lading aanwezig, in feite is het zijn eigen tegenion.
Er wordt gesproken over een S[sub]N[/sub]2-reactie die 2 snelheidsbepalende stappen zou hebben. Dat kan niet zo zijn. Ten eerste heeft een reactie maar 1 snelheidsbepalende stap, ten tweede verloopt een S[sub]N[/sub]2-reactie in 1 stap, zodat je je niet eens hoeft af te vragen welke stap de snelheidsbepalende is.
Er staat ergens een S[sub]N[/sub]1-reactie getekend waarbij het carbokation op een primair C-atoom ontstaat. Dat is uit den boze.
Voor de rest valt een alcohol niet zomaar te reduceren. Wat wel zou kunnen is dat men een eliminatiereactie uitvoert, en daarna het alkeen reduceert. Dát kan prima met H[sub]2[/sub] en Pd/C (met alleen Pd/C bereik je niks).
Maar ik vraag me sterk of of de maker van deze opgave een dergelijke route in zijn achterhoofd had.
