Γιατί μια υψηλή θερμοκρασία ευνοεί την πυρηνόφιλη εξάλειψη πάνω από την υποκατάσταση;
1. Αυξημένη μοριακή κίνηση. Σε υψηλές θερμοκρασίες, τα μόρια διαθέτουν υψηλότερη κινητική ενέργεια που οδηγεί σε αυξημένη μοριακή κίνηση. Αυτή η αυξημένη μοριακή κίνηση έχει ως αποτέλεσμα συχνότερες και ενεργητικές συγκρούσεις μεταξύ των αντιδραστηρίων, με αποτέλεσμα την ενισχυμένη πιθανότητα θραύσης και σχηματισμού δεσμών. Αυτό ευνοεί την οδό εξάλειψης πάνω από την οδό υποκατάστασης.
2. Υψηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης για υποκατάσταση. Οι αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης συνήθως προχωρούν μέσω μιας μεταβατικής κατάστασης όπου ο πυρηνόφιλος επιτίθεται στο υπόστρωμα και η αποχώρηση της ομάδας αναχωρεί. Αυτή η κατάσταση μετάβασης απαιτεί μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας ενεργοποίησης που πρέπει να επιτευχθεί. Από την άλλη πλευρά, οι πυρηνόφιλες αντιδράσεις εξάλειψης μπορούν να εμφανιστούν μέσω διαφορετικών μηχανισμών που περιλαμβάνουν διαφορετικές μεταβατικές καταστάσεις, όπως οι μηχανισμοί E2 και E1CB. Αυτές οι οδοί εξάλειψης μπορεί να έχουν χαμηλότερες ενέργειες ενεργοποίησης από την οδό υποκατάστασης. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η αυξημένη ενέργεια επιτρέπει στα μόρια να ξεπεράσουν το υψηλότερο εμπόδιο ενέργειας ενεργοποίησης για την υποκατάσταση, μετατοπίζοντας την ισορροπία προς την εξάλειψη.
3. Αναστροφή της υποκατάστασης. Οι αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης είναι τυπικά αναστρέψιμες. Τα προϊόντα της αντίδρασης υποκατάστασης μπορούν να αντιδράσουν στην αναγέννηση του αρχικού υλικού. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η αντίστροφη αντίδραση είναι πιο ευνοημένη, καθώς η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αντιδραστήρια. Αυτό μπορεί να οδηγήσει περαιτέρω την αντίδραση προς την εξάλειψη, η οποία είναι μια μη αναστρέψιμη διαδικασία.
4. Πλευρικές αντιδράσεις και αποσύνθεση. Οι υψηλές θερμοκρασίες μπορούν επίσης να προωθήσουν διάφορες πλευρικές αντιδράσεις και αποσύνθεση των αντιδραστηρίων, οι οποίες μπορούν να ανταγωνιστούν με την επιθυμητή πυρηνόφιλη υποκατάσταση ή αντιδράσεις εξάλειψης. Αυτές οι πλευρικές αντιδράσεις μπορούν να περιπλέξουν περαιτέρω το αποτέλεσμα της αντίδρασης και να ευνοήσουν το σχηματισμό προϊόντων εξάλειψης.
Ως εκ τούτου, μια υψηλή θερμοκρασία γενικά ευνοεί την πυρηνόφιλη εξάλειψη σε σχέση με την υποκατάσταση λόγω της αυξημένης μοριακής κίνησης, των χαμηλότερων ενεργειών ενεργοποίησης για τις οδούς εξάλειψης, της αναστρεψιμότητας της υποκατάστασης και των πιθανών πλευρικών αντιδράσεων και της αποσύνθεσης.
