Hydroborace-oxidace

Zde je obecná reakce pro hydroboraci/oxidaci. Vycházíme z alkenu a v prvním kroku proběhne hydroborace, přidáme boran, tedy BH₃, a tetrahydrofuran, tedy THF. Druhým krokem je oxidace. Přidáme peroxid vodíku a zdroj hydroxidových aniontů. Takhle bude vypadat produkt. OH a H se naváží na dvojnou vazbu. Takže dojde k zániku dvojné vazby. OH se naváže na jeden z uhlíků vazby a H na druhý. Jak ale zjistíme, na který uhlík se má navázat OH a na který H? Vzpomeneme si na regioselektivitu a využijeme anti-Markovnikovo pravidlo, To konkrétně znamená, že OH se naváže na méně substituovaný uhlík. Abychom pochopili, proč tomu tak je, musíme se podívat na reakční mechanismus hydroborace/oxidace, kterému je věnováno celé další video. Je to z toho důvodu, že na jedno video by toho bylo moc. V dalším videu také vysvětluji detaily stereochemie této reakce. Dojde tu totiž k syn adici, což znamená, že se H a OH naváží na stejnou stranu dvojné vazby. Pojďme se podívat na ukázku hydroborace/oxidace. Budeme vycházet z tohoto alkenu. Už víme, že H a OH se naváží na dvojnou vazbu. Také jsme si řekli, že OH se naváže na méně substituovaný uhlík. Označím si teď ty uhlíky, mezi kterými je dvojná vazba. Je to tento a tento uhlík. Který z těchto uhlíků je méně substituovaný? Horní uhlík je ten méně substituovaný. Je to tedy ten, na který se naváže skupina OH. Nakreslím produkt. OH přidáme na tento horní uhlík. To je tady ten fialový uhlík. Vodík přidáme na spodní uhlík, který je označen červeně. Tohle je místo, kam se naváže, ale kreslit ho sem nebudu. Tohle je náš produkt. V tomto případě nemusíme při kreslení produktu řešit stereochemii, protože ani tento fialový, ani tento červený uhlík, nejsou chirálním centrem. Pojďme se teď podívat na reakci, kdy při kreslení produktu budeme muset zohledňovat stereochemii. Budeme vycházet z tohoto alkenu. Tohle jsou naše dva uhlíky podílející se na dvojné vazbě. Víme, že se jedná o hydroboraci/oxidaci. OH se naváže na méně substituovaný uhlík, což bude v našem případě tento napravo. Pro začátek uvažujme pouze regiochemii, a proto mohu dát OH takto na tento uhlík. Při kreslení tohoto produktu ještě neuvažujeme stereochemii. OH se naváže na fialový uhlík, protože je to méně substituovaný uhlík. Pojďme se podívat na náš produkt. Tohle je teď náš uhlík. Uhlík, který jsem teď zakroužkoval, je chirální uhlík. Takže musíme řešit stereochemii. Uhlík nalevo není chirálním centrem. Takže červený uhlík z hlediska stereochemie nemusíme vůbec řešit. Zabývejme se pouze fialovým uhlíkem. Pojďme se zamyslet nad stereochemií z hlediska syn adice. H a OH se naváží na stejnou stranu dvojné vazby. Takže se zabýváme tímto alkenem a těmito uhlíky, které jsem označil žlutě. Tyto uhlíky mají hybridizaci sp². Prostorové uspořádání atomů v okolí těchto uhlíků je rovinné. Když přidáme H a OH, tak se změní hybridizace těchto uhlíků z sp² na sp³. Pojďme si nakreslit možné produkty. První z produktů vznikne navázáním H a OH na stejnou stranu, v tomto případě natočené směrem k nám. Na uhlíku vlevo je vodík na klínku. A vpravo je OH na klínku. Víme, kam se skupiny naváží, protože jsme se o tom již bavili. Víme, že OH se naváže na tento uhlík napravo. H se naváže na tento červený uhlík. Teď se bavíme o syn adici vodíku a hydroxylové skupinu. V tomto případě mají oba klínkovou vazbu. Pojďme se podívat, co je ještě navázáno na těchto uhlících. Tohle je fialový uhlík. To je tady tento uhlík. Co je dále navázáno k tomuto uhlíku? Tady je ještě vodík. Jelikož již uvažujeme i stereochemii produktu, tak v tomto případě musí vodík směřovat od nás. Dochází tu ke změně hybridizace uhlíku, a to z sp² u alkenu na sp³ u produktu. Takže vodík směřuje od nás. Pojďme se teď podívat na druhý uhlík. Tento uhlík označím červeně. Je to tedy tento uhlík. Co je dále navázáno k tomuto uhlíku? Máme tu methylovou skupinu. Pokud tento vodík směřuje k nám, tak tato methylová skupina musí směřovat od nás. Je tu tedy methylová skupina natočená směrem od nás. Tak tohle je jeden z možných produktů. Nakreslím to teď tak, jak jsme zvyklí to vídat, tedy pouze s OH skupinou směřující k nám. OH skupina směřuje na nás. To je tedy první z možných produktů. Podívejme se na další možné produkty. Další možností je navázat H a OH na stejnou stranu dvojné vazby, ale tentokrát tak, aby směřovaly od nás, tedy byla u nich čárkovaná vazba. Nakreslím sem naše uhlíky. A OH a H budou směřovat od nás, budou tedy na čárkovaném klínku. To znamená, že tento vodík bude směřovat k nám. Bude tedy na klínku. Takže tento vodík bude mít klínkovou vazbu. To samé bude na tomto červeném uhlíku. Methylová skupina bude natočená směrem k nám. Tato methylová skupina směřuje na nás. Nakreslím ji s klínkem. Methylová skupina CH₃ je tady. Takže když OH skupina směřuje na nás, tak molekula bude vypadat takhle. Již jsme si řekli, který uhlík je chirálním centrem. Chirálním centrem je tento uhlík. OH tedy může směřovat k nám nebo také od nás. Ještě si pojďme pojmenovat vztah mezi těmito dvěma produkty. Jedná se o dvojici enantiomerů. Podívejme se ještě na jednu reakci, kde se musíme zabývat jak regiochemií, tak stereochemií. Podívejme se na tuto reakci. Budeme vycházet z tohoto alkenu. Jedná se opět o hydroboraci/oxidaci. Tady je dvojná vazba. Takže nás zajímá tento a tento uhlík. Víme, že OH se naváže na méně substituovaný uhlík. Tento fialový uhlík je méně substituovaný. Uvažujme teď jen regiochemii a nakresleme produkt. OH se naváže na tento uhlík. Tady nahoře je methylová skupina. Zvýrazním uhlíky, které tvořily dvojnou vazbu. Tohle je původní fialový uhlík. A tohle je červený uhlík. Vodík se naváže na červený uhlík. Pro názornost sem nakreslím CH₃. Všimněte si, že tu máme dvě chirální centra. Chirálním centrem je jak červený, tak fialový uhlík. Pojďme se teď zabývat stereochemií. Nakreslím první z možných produktů. Víme, že se jedná o syn adici, takže H a OH se naváží na stejnou stranu dvojné vazby. Již víme, že OH se naváže na tento spodní uhlíik. OH bude natočené směrem k nám, takže bude s klínkovou vazbou. Nakreslím sem klínek. Tohle je naše OH. Vodík se naváže na červený uhlík. Takže na tenhle uhlík. Protože se musí navázat na tu samou stranu jako OH, tak bude mít také klínek. Teď se zaměřme na tento červený uhlík. Co je ještě k tomuto uhlíku navázáno? Samozřejmě je tady methylová skupina. Opět dochází ke změně hybridizace uhlíku. Nakreslím methylovou skupinu směřující od nás. Tohle je první z možných produktů. Pojďme nakreslit další z možných produktů. Další možností je, že se OH a H naváží tak, že budou směřovat od nás. Budou tedy s čárkovaným klínkem. Naváží se z opačné strany než v předchozím případě. Tady je OH s čárkovanou vazbou. Tady je H také s čárkovaným klínkem. Teď se podívejme na tento horní uhlík a přemýšlejme o stereochemii. Na tomto červeném uhlíku je methylová skupina, která musí směřovat k nám. Takže tato methylová skupina směřuje k nám. Tady je CH₃. Mohli bychom ještě doplnit vodík na uhlíky s OH skupinou. Já to ale už dělat nebudu, protože tu již máme to podstatné. Jaký je vztah mezi těmito molekulami? Je to dvojice enantiomerů. Na obou chirálních centrech jsou opačné absolutní konfigurace.