Γιατί οι δίποι σε γήνες ήταν ασταθής για να δώσουν κετόνες ή αλδεΰδες;
1. Στερειακή παρεμπόδιση: Οι δύο ομάδες υδροξυλίου στο ίδιο άτομο άνθρακα είναι ογκώδεις και βιώνουν σημαντική στερεοχημική παρεμπόδιση. Αυτό το συνωστισμό κάνει το μόριο ασταθές.
2. Απομάκρυνση ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων: Τα άτομα οξυγόνου στις ομάδες υδροξυλίου έχουν μοναδικά ζεύγη ηλεκτρονίων που απωθούν μεταξύ τους. Αυτή η απόρριψη ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων αποσταθεροποιεί περαιτέρω το δισκίο.
3. Σχηματισμός ενός πιο σταθερού προϊόντος: Η αντίδραση αφυδάτωσης οδηγεί στο σχηματισμό κετόνης ή αλδεΰδης, η οποία είναι πιο σταθερή από την δίπλα σε δήμη. Η ομάδα καρβονυλίου σε κετόνες και αλδεΰδες σταθεροποιείται με συντονισμό και είναι λιγότερο πλούσια σε ηλεκτρόνια από τις υδροξυλικές ομάδες του δισκοπίου.
4. Μετατόπιση ισορροπίας: Η αντίδραση αφυδάτωσης είναι μια διαδικασία ισορροπίας. Ωστόσο, η ισορροπία ευνοεί έντονα το σχηματισμό της κετόνης ή της αλδεΰδης λόγω της μεγαλύτερης σταθερότητάς τους.
5. Οξεία κατάλυση: Η αντίδραση αφυδάτωσης συχνά καταλύεται από οξέα. Τα οξέα πρωτονικά οι ομάδες υδροξυλίου, καθιστώντας τους καλύτερες αποχωρητικές ομάδες. Αυτό διευκολύνει την απομάκρυνση του νερού και τον σχηματισμό της καρβονυλίου.
Μηχανισμός:
Η αφυδάτωση ενός δισκίου διόλης εμφανίζεται μέσω μηχανισμού καταλυόμενου με οξύ.
1. Πρωτονία: Τα οξέα πρωτονάμια μία από τις ομάδες υδροξυλίου, καθιστώντας την καλύτερη ομάδα αποχώρησης.
2. Απώλεια νερού: Η πρωτονιωμένη υδροξυλομάδα αφήνει ως νερό, σχηματίζοντας μια καρβοποίηση.
3. Αποπρωτονίωση: Μια βάση (συχνά νερό) αφαιρεί ένα πρωτόνιο από έναν άνθρακα δίπλα στην καρβόλα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός διπλού δεσμού και μιας κετόνης ή αλδεΰδης.
Συμπέρασμα:
Η αστάθεια των γεμινών διόλων οφείλεται κατά κύριο λόγο σε στερεοχημική παρεμπόδιση, απάντηση ηλεκτρονίων-ηλεκτρονίων και στον σχηματισμό ενός πιο σταθερού προϊόντος. Η αντίδραση αφυδάτωσης είναι μια ευνοϊκή διαδικασία που οδηγεί στο σχηματισμό κετονών ή αλδεΰδης.
