[알코올] PBr3(+ pyridine)을 이용한 알코올 치환반응

반응식

알코올 치환반응 3가지 중 마지막 PBr3를 이용한 반응입니다. 이 반응은 POCl2/pyridine을 이용한 반응과 유사한 점이 많은데 우선 하이드록시기가 PBr3의 Br로 치환되는 것이기 때문에 오직 bromide로만(한 가지 할로젠 치환기로만) 생성물이 나온다는 점, 그리고 SN2 type 반응이며 친핵체가 Bulky하므로 3차 알코올에서는 반응이 일어날 수 없고 1차, 2차 알코올 순으로 반응성이 좋다는 점이 유사합니다. 따라서 SOCl2/pyridine을 이용한 반응과 묶어서 생각해주면 좋습니다.

 

그리고 이 반응도 pyridine을 이용하기도 하는데 pyridine 사용 유무의 차이점은 메커니즘에서 설명하도록 하겠습니다.

 

예시

예시로 위와 같은 반응식이 있습니다. 2차 알코올에서 반응이 일어났으며 반응 전후로 입체 반전이 일어난 것을 확인할 수 있습니다.

 

메커니즘

메커니즘에는 위에서도 말했듯 pyridine 사용 유무에 따라 크게 두 가지가 있는데, 먼저 pyridine을 사용하지 않는 경우의 메커니즘은 위와 같습니다. 먼저 OH의 전자쌍이 제공되며 PBr3와 결합하고, 이후 Br-가 친핵체로 작용하여 산소쪽 원자단 전체를 날려버리는 것입니다.

 

두 번째로 pyridine을 사용하여 수소를 제거하고 나서 SN2를 일으키는 반응의 메커니즘입니다. 반응 초기는 같으나 이후 수소를 pyridine으로 제거하여 산소를 중성 상태로 만들어 주고, 이후 Br-가 친핵체로 작용하여 SN2가 일어나며 입체 반전이 일어납니다.

 

예제

1차, 2차 알코올에서만 일어난다는 점과 PBr3를 이용한다, 그리고 입체 반전이 일어난다는 점만 제외하면 외울 것이 없는 반응식이기 때문에 역시 아주 간단한 예제를 준비했습니다. 위 반응식의 생성물을 예상해봅시다.

 

정답은 위와 같으며, 1차 알코올이므로 알코올의 치환반응이 일어날 수 있는 상태이고 따라서 OH를 Br로 바꿔준 뒤 입체를 반전시켜 그려주면 위처럼 반응식을 완성할 수 있습니다.

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다음 포스트부터는 4개의 포스트에 걸쳐 드디어 유기화학에서 가장 중요한 반응들이라고 할 수 있는 친핵성 치환반응(SN1, SN2)과 제거반응(E1, E2)에 대해서 다루도록 하겠습니다.

 

+ 추가로 아무리 늦어도 이번 주 안에는 유기화학 전 범위 정리를 마감할 수 있도록 하겠습니다.