Схема реакции, протекающей по механизму бимолекулярного элиминирования

Стереоспецифичность реакции. Одной из важных характеристик реакции Е2 является пространственная направленность реакции.

1. Бимолекулярное отщепление протекает как анти-элиминирование (транс-элиминирование), когда атом водорода и галогена уходят из молекулы субстрата в противоположных направлениях.

2. Это означает, что в субстратах атом водорода и галогена должны находиться в антиперипланарной конформации.

3. В антиперипланарной конформации требуется меньше энергии для достижения переходного состояния, а активированный комплекс обладает геометрией, сходной с геометрией получающегося алкена.

Например, при дегидробромировании 1-бромо-1,2-дифенилпропана из одной пары энантиомеров (1R,2R и 1S,2S) образуется только Z –алкен, а из другой пары энантиомеров (1R,2S и 1S,2R) – только E–алкен:

Рис. 19.5. Схема реакции анти-элиминирования

Механизм реакции мономолекулярного элиминирования

По механизму мономолекулярного элиминирования осуществляется:

- дегидрогалогенирование третичных и вторичных галогеналканов;

- эти третичные и вторичные галогеналканы должны содержать объемные заместители у реакционных центров;

- при этом необходимо использовать низкую концентрацию основания (основанием может быть и применяемый растворитель).

Реакция представляет собой двухстадийный процесс.

1. Стадией, определяющей скорость реакции, является отщепление галогена с образованием карбкатиона.

2. За этой стадией следует быстрая атака основанием протона у β–атома углерода, и в результате образуется кратная связь:

Рис. 19.6. Схема реакции, протекающей по механизму мономолекулярного элиминирования

3. Реакционная способность галогеналканов в реакциях, протекающих по механизму Е1, определяется стабильностью образующихся карбкатионов:

третичные ˃ вторичные ˃ первичные.

По механизму мономолекулярного элиминирования осуществляется дегидробромирование 2-бромо-2-метилбутана в этаноле.

В продуктах реакции элиминирования (по правилу Зайцева) преобладает более замещенный алкен – 2-метилбутен-2:

v = k[RX].

Влияние растворителей. Ионизации субстрата способствуют растворители, сольватирующие карбкатион:

- спирты;

- водно-спиртовые смеси;

- карбоновые кислоты.

Влияние структуры субстрата. Поскольку в качестве интермедиантов в реакциях образуются карбкатионы, РМмЭ может сопровождаться перегруппировками углеродного скелета. Примером подобной перегруппировки является образование
2-метилбутена-2 из неопентилбромида:

Рис.19.8. Перегруппировка углеродного скелета в реакциях мономолекулярного элиминирования