Моделювання поведінки бензоатів тетраалкіламонію в реакції розкриття оксиранового циклу 2-(хлорметил)оксирану карбоновими кислотами

Abstract

Досліджено методами квантової хімії регіоселективність реакції розкриття оксиранового циклу бензоат-аніоном в системі «2-(хлорметил)оксиран – бензойна кислота – бензоат тетраалкіламонію». Знайдено рівноважні конфігурації можливих перехідних станів на шляху реакції у випадку тилової та фронтальної атаки нуклеофілом на первинний та вторинний атоми Карбону 2-(хлорметил)оксирану у Z- та Е-конфігураціях. Оцінено геометричні та активаційні параметри можливих перехідних станів на шляху реакції. За величинами ступеню розриву / утворення зв'язку показано, що знайдені перехідні стани відносяться до дисоціативних. За допомогою двохвимірного варіанта діаграми Мор О'Ферелла-Дженкса проаналізовані можливі шляхи здійснення реакції за механізмами нуклеофільного заміщення (SN2, SN1, «граничний» SN2). Зроблено висновки щодо механізму реакції розриття оксиранового циклу та стерео- і регіоселективності реакції. Встановлено, що використання бензоат-аніона як нуклеофіла сприяє збільшенню внеска SN2 механізма та зменшенню внеска «граничного» SN2 механізма, що приводить до підвищення стерео- та регіоселективності реакції. Найбільш сприятливою є тилова атака бензоат-аніоном (SN2 механізм), яка сприяє більш високій стереоселективності реакції з утворенням хлоргідринового ефіру з оберненою конфігурацією, чому додатково сприяє Е-конфігурація нуклеофіла та хлорметильної групи в перехідному стані.