Разместить заказ
Вы будете перенаправлены на Автор24

Е1-элиминирование

8-800-775-03-30 support@author24.ru
Содержание статьи

Корреляция между $S_N1$ и $E1$-механизмами

Ионизация субстрата и образование карбокатиона является определяющей скорость всего процесса стадией. Карбокатион стабилизируется в результате отщепления протона от $\beta$-углеродного атома в быстрой стадии (на скорость реакции не влияет):



Рисунок 1.

Медленная стадия $E1$-элиминирования идентична определяющей скорость реакции стадии мономолекулярного нуклеофильного замещения $S_N1$.

Мономолекулярное элиминирование можно описать кинетическим уравнением



Рисунок 2.

где скорость реакции не зависит от природы основания, концентрации, медленной стадии.

В результате ионизации субстрата образуется карбокатион, который участвует в двух конкурирующих, параллельных реакциях:

  • присоединение к карбокатионному центру нуклеофильного агента;
  • отщепление протона от $\beta$-углеродного атома при действии основания.

В этих конкурирующих реакциях доля продукта сольволиза выше, чем при $E1$-элиминировании, например:



Рисунок 3.

Для двух соединений, отличающихся уходящей группой, скорости реакций различны, так как скорость как $S_N1$ так и $E1$ предопределена стадией ионизации связи $C-X$. Карбокатион в обоих случаях изменяется одинаково, так как природа уходящей группы не влияет на быструю стадию процесса. В идеальном случае соотношение продуктов реакций нуклеофильного замещения $S_N1$ и $E1$-элиминирования должно быть одинаковым.

Готовые работы на аналогичную тему

Например, при сольволизе трет-бутилхлорида и $(CH_3)_3C-S^+(CH_3)_2$ в 80% водном этаноле при 65$^\circ$С образуется трет-бутиловый спирт и изобутилен в равном соотношении, хотя скорости реакций отличаются при этом существенно:



Рисунок 4.

Это возможно для реакций, протекающих с участием «свободного» карбокатиона. Для реакций с участием ионных пар соотношение продуктов сольволиза и элиминирования будет зависеть от природы уходящей группы.

Например, при сольволизе $(CH_3)_3CX$ в этаноле доля мономолекулярного элиминирования резко возрастает и изменяется в ряду



Рисунок 5.

Перегруппировки при $E1$-элиминировании

Перегруппировки при мономолекулярном элиминировании включают анионотропную 1,2-миграцию гидрид-иона или алкильной группы.

Пример 1

Дегидратация 3-метилбутанола-2 в присутствии 80% серной кислоты:



Рисунок 6.

При $E1$-элиминировании преимущественно образуются алкены, содержащие максимально возможное число алкильных групп при углерод-углеродной кратной связи, например:



Рисунок 7.

Направление образования кратной связи определяется относительной устойчивостью алкенов, так как уходящая группа отделяется раньше, чем отщепляется протон от карбокатиона.

Условия образования стабильного алкена

С ростом количества алкильных заместителей повышается и термодинамическая стабильность алкена. Поэтому образуется наиболее замещенный при кратной связи, а значит наиболее стабильный алкен (правило Зайцева).

Если наименее замещенный алкен является более устойчивым, то правило Зайцева не выполняется.

Протон карбокатиона отщепляется от $\beta$-углеродного атома из син- и анти-положения. Поэтому реакции мономолекулярного элиминирования являются неселективными.

Пример 2

При $E1$-отщеплении $HCl$ от метилхлорида образуется смесь изомерных алкенов в соотношении 1:2:



Рисунок 8.

В отличие от $E1$, $E2$-элиминирование $HCl$ из метилхлорида является строго стереоспецифичным процессом.

Сообщество экспертов Автор24

Автор этой статьи

Автор статьи

Юля Леонидовна Карабут

Эксперт по предмету «Химия»

Статья предоставлена специалистами сервиса Автор24
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
как работает сервис