Ε1 Αντίδραση Εξάλειψης

Αντίδραση εξάλειψης – Βασικές έννοιες

Σε αυτό το σεμινάριο, θα μυηθείτε σε έναν τύπο αντίδρασης στην οργανική χημεία, την αντίδραση εξάλειψης . Πιο συγκεκριμένα, θα μάθετε για έναν τύπο αντίδρασης εξάλειψης, το E1 , περπατώντας στον μηχανισμό και ένα παράδειγμα προβλήματος.

Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα

• Ηλεκτρόφιλα
• Πυρηνόφιλα
• Αντίδραση υποκατάστασης Sn1
• Αντίδραση υποκατάστασης Sn2

Λεξιλόγιο

• Αλκένιο – διπλός (pi) δεσμός
• Carbocation – μόριο που περιέχει θετικά φορτισμένο ιόν άνθρακα
• Αποπρωτονίωση – η πράξη της αφαίρεσης πρωτονίου (ιόντος Η) από ένα μόριο
• Ενδιάμεσο – μια ένωση που σχηματίζεται στη συνέχεια χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης
• Ιοντισμός – διαδικασία κατά την οποία ένα μόριο αποκτά θετικό ή αρνητικό φορτίο από την αφαίρεση ή την προσθήκη ηλεκτρονίων
• Αποχώρηση Ομάδα – ένα άτομο ή ομάδα που μπορεί να αποσπαστεί από ένα μόριο
• Μηχανισμός – οπτική διαδικασία αντιδράσεων για την εμφάνιση της κίνησης ηλεκτρονίων και μορίων μέσα από βέλη

Τι είναι οι αντιδράσεις εξάλειψης;

Μια αντίδραση απομάκρυνσης αποτελείται από το σχηματισμό ενός διπλού δεσμού C-C με την αφαίρεση 2 απλών δεσμών από παρακείμενους άνθρακες. Μια αποχωρούσα ομάδα συνδεδεμένη με έναν άνθρακα και ένα υδρογόνο συνδεδεμένο σε έναν γειτονικό άνθρακα θα είναι συνήθως οι δύο δεσμοί που διασπώνται σε αυτούς τους τύπους αντιδράσεων.

Υπάρχουν δύο τύποι αντιδράσεων απομάκρυνσης, η Ε1 και η Ε2, που αποτελούνται από διαφορετικό αριθμό σταδίων. Θα ακολουθήσουμε την κατάργηση Ε1 παρακάτω.

Αν και μπορεί να σας προκαλέσει σύγχυση στην αρχή, να έχετε κατά νου ότι ο αριθμός που σχετίζεται με την αντίδραση δεν αντιστοιχεί στον αριθμό των βημάτων, αλλά στον ρυθμό της αντίδρασης! Το Ε1 είναι μια μονομοριακή αντίδραση πρώτης τάξης, που σημαίνει ότι ο ρυθμός εξαρτάται μόνο από τη συγκέντρωση του μορίου.

Μηχανισμός E1

Η αντίδραση απομάκρυνσης Ε1 έχει έναν μηχανισμό δύο σταδίων που περιλαμβάνει ένα ενδιάμεσο καρβοκατιόν:

Το πρώτο βήμα είναι ένα στάδιο ιονισμού, στο οποίο η αποχωρούσα ομάδα αποσπάται από το μόριο, αφήνοντας ένα θετικό ενδιάμεσο καρβοκατιόν. Η αποχωρούσα ομάδα παίρνει μαζί της μια πλήρη οκτάδα ηλεκτρονίων, συμπεριλαμβανομένου του ηλεκτρονίου που μοιραζόταν με τον άνθρακα για να σχηματίσει τον απλό δεσμό. Αυτή η κίνηση ηλεκτρονίων υποδεικνύεται από την αιχμή του βέλους που δείχνει από τον δεσμό προς το X.

Το δεύτερο βήμα είναι η αποπρωτονίωση ενός παρακείμενου άνθρακα από ένα πυρηνόφιλο ή Βάση Lewis. Η βάση χρησιμοποιεί τα ηλεκτρόνια σθένους της για να πιάσει το υδρογόνο, όπως φαίνεται από το βέλος που πηγαίνει από το Β στο υδρογόνο. Το βέλος που δείχνει από τον δεσμό C-H στο χώρο μεταξύ των ανθράκων υποδεικνύει ότι τα επιπλέον ηλεκτρόνια που έχει τώρα αυτός ο άνθρακας θα μοιραστούν με τον θετικά φορτισμένο άνθρακα δίπλα του, δημιουργώντας ένα ουδέτερο προϊόν αλκενίου.

Επιλεκτικότητα αλκενίου

Στο δεύτερο βήμα του μηχανισμού, λαμβάνεται υδρογόνο από γειτονικό άνθρακα για να σχηματιστεί ο διπλός δεσμός. Τι γίνεται όμως αν υπάρχουν πολλαπλοί γειτονικοί άνθρακες με υδρογόνα; Ποιο επιλέγετε;

Η εξάλειψη του Ε1 ευνοεί το πιο υποκατεστημένο προϊόν αλκενίου. Υπάρχουν τέσσερις δεσμοί που διακλαδίζονται από έναν διπλό δεσμό. εάν περιέχουν οποιοδήποτε μόριο εκτός από υδρογόνο, παίζουν ρόλο στο βαθμό υποκατάστασης. Η πιο σταθερή διαμόρφωση ενός αλκενίου είναι αυτή που είναι η πιο υποκατεστημένη.

Για παράδειγμα, εδώ είναι δύο πιθανά προϊόντα μιας αντίδρασης απομάκρυνσης Ε1. Το τετρα-υποκατεστημένο αλκένιο είναι πιο πιθανό να είναι το κύριο προϊόν παρά το διυποκατεστημένο.

Παράδειγμα κατάργησης E1

Αυτό είναι ένα παράδειγμα αλυσίδας υδρογονάνθρακα που υφίσταται εξάλειψη Ε1. Το πρώτο βήμα, ο ιονισμός, συμβαίνει όταν η ομάδα που αποχωρεί από το βρώμιο αποσπάται από το μόριο, αφήνοντας ένα θετικό φορτίο στον άνθρακα. Στη συνέχεια, ένα πυρηνόφιλο, σε αυτήν την περίπτωση, το νερό, αρπάζει υδρογόνο από έναν παρακείμενο άνθρακα, δημιουργώντας ένα προσωρινό αρνητικό φορτίο. Υπήρχαν πολλά υδρογόνα που μπορούσε να αρπάξει το νερό, αλλά να έχετε κατά νου ότι το πιο υποκατεστημένο προϊόν αλκενίου ευνοείται πάντα. Στη συνέχεια, τα ηλεκτρόνια μοιράζονται μεταξύ των ανθράκων για να δημιουργηθεί το ουδέτερο τελικό προϊόν.

Αντίδραση εξάλειψης – Περαιτέρω ανάγνωση

• Αντίδραση εξάλειψης E2
• E1 έναντι E2
• Διαμορφώσεις καρέκλας

• Αλκάνια
• Κυκλοαλκάνια
• Άνθρακας
• Στειρικό εμπόδιο
• Αντίδραση συμπύκνωσης