5 Příklad reakce E1: Podrobné vysvětlení

V tomto článku jsou „příklady reakcí e1“ různé typy příkladů na E1 reakce s podrobným vysvětlením jsou stručně diskutovány.

Příklady jsou-

  1. Kyselina katalyzovaná dehydratace sekundární hydroxylové skupiny
  2. Kyselina katalyzovaná dehydratace terciární hydroxylové skupiny
  3. Dehydrohalogenace sekundárního alkylhalogenidu
  4. Dehydrohalogenace terciárního alkylhalogenidu
  5. Pyrolýza sulfonátového esteru methanolu

Co je to eliminační reakce?

Eliminační reakce je dobře známá reakce v organické chemii, ve které jsou dva substituenty odstraněny z jedné sloučeniny a následuje buď jednostupňový nebo dvoustupňový mechanismus.

E1 reakce (unimolekulární eliminační reakce) je typ eliminační reakce, který sleduje kinetiku prvního řádu. V kroku určování rychlosti se účastní pouze jeden molekulární druh reakce, kterou je rozklad krok opuštění skupiny ze substrátu.

E1 reakce probíhá v následujících krocích -

  • Krok ionizace: karbokation se tvoří po eliminaci odstupující skupiny.
  • Krok deprotonace: H+ se odstraní z jiného uhlíku vedle uhlíku připojeného k odstupující skupině.
Příklady reakcí e1
Energetický diagram jednomolekulární eliminační reakce.
Kredit: Wikimedia Commons

Kyselina katalyzovaná dehydratace sekundární hydroxylové skupiny

Tato reakce probíhá přes E1 cesta. Hned v prvním kroku je hydroxylová skupina protonována v přítomnosti jakékoli koncentrované kyseliny a tvoří dobře odcházející skupinu (OH2+). Tato odstupující skupina může být snadno odstraněna ze substrátu za vzniku stabilního karbokationtu. V posledním kroku dochází k deprotonaci, jeden H+ atom uhlíku je eliminován z uhlíku vedle uhlíku připojeného odstupující skupinou za vzniku eliminačního produktu.

obrázek 26
Kyselina katalyzovaná dehydratace sekundární hydroxylové skupiny.

Kyselina katalyzovaná dehydratace terciární hydroxylové skupiny

Tento dehydratační proces je téměř stejný jako dehydratace sekundární hydroxylové skupiny. Rozdíl je v tom, že karbokation generovaný v tomto dehydratačním procesu je stabilnější než předchozí (30 karbokation je stabilnější než 20 karbokation). Zbytek mechanismu je naprosto stejný.

obrázek 27
Dehydratace terciární hydroxylové skupiny

 Chcete-li vědět více, projděte si: 10+ typů prvků kovalentní vazby: Podrobné poznatky a fakta

Dehydrohalogenace sekundárního alkylhalogenidu

Dehydrohalogenace sekundárního alkylhalogenidu v přítomnosti báze, jako je t-butoxid. V úplně první fázi se eliminují halogenidové ionty (Cl, Br, I) a vytvoří se sekundární karbokation. V dalším kroku tato reakční báze eliminuje vodík jako H+ ze substrátu za vzniku eliminačního produktu (alkenu). Tento sekundární karbokation je stabilnější než primární, ale méně stabilní než terciární karbokation.

obrázek 28
Dehydrohalogenace sekundárního alkylhalogenidu.
Kredit: Wikimedia Commons

Chcete-li vědět více, zkontrolujte: Příklady alkylhalogenidů: Podrobné poznatky a fakta

Dehydrohalogenace terciárního alkylhalogenidu

Tento dehydrohalogenační proces se řídí stejným mechanismem jako předchozí příklad. Halogen je eliminován a v reakčním médiu je generován terciární karbokation v kroku určování rychlosti (nejpomalejší krok). Zásadité médium pomáhá odstraňovat vodíkové ionty (H+) ze substrátu a dvou typů alkenů vzniká Zajcev (více substituovaný alken) a Hofmannův alken (méně substituovaný alken).

obrázek 29
Dehydrohalogenace terciárního alkylhalogenidu.
Kredit: Wikimedia Commons

Chcete-li vědět více, postupujte takto: Mechanismus SN1: Podrobné poznatky a fakta

Pyrolýza sulfonátového esteru methanolu

Pyrolýza arylsulfonátového esteru probíhá přes E1 mechanismus. V tomhle příklad karbokationtu vzniká, když se sulfonátový ester CO naváže je rozštípnuta. Tato reakce probíhá při velmi nízké teplotě. Tato nízká teplota pomáhá produkovat čistý a vysoce výtěžný požadovaný alken jako produkt. Arylsulfonát, který je vybrán pro tuto pyrolýzu, by měl mít pouze jeden p atom vodíku v anti-periplanární konfiguraci s vazbou CO. Tato reakce probíhá v bazickém prostředí, aby se odstranil vodík jako H+ iontů.

Stereoselektivita a regioselektivita E1 reakce

V E1 Při reakci se obecně tvoří dva typy alkenů. Jeden je více substituovaný alken známý jako Hofmannův produkt a druhý je méně substituovaný alken známý jako Zaitsevův produkt. Více substituovaný produkt má větší stabilitu s ohledem na méně substituovaný produkt. To znamená, že vodík pochází z většiny substituovaného uhlíku bude deprotonován jako první, než vodík patří k méně substituovanému uhlíku.

Z mechanismu E1 reakce je jasné, že není stereospecifická jako E2 reakce. Pro E2 reakce deprotonující vodík by měl být antiperiplanární k odstupující skupině. Toto kritérium však nelze dodržet pro E1 reakce.

Chcete-li vědět více, zkontrolujte: Stereoselektivní vs. Stereospecifické: Podrobné poznatky a fakta

Kinetický izotopový efekt zapojený do E1 reakce

Kinetický izotopový efekt je definován jako změna rychlosti reakce v důsledku změny jednoho atomu jeho izotopem.

E1 reakce vykazuje malý primární kinetický izotopový efekt. Když je vazba mezi alfa uhlíkem a vodíkem (Cα-H) je nahrazen těžším izotopem vodíku (Dueterium), vykazuje sekundární kinetický izotopový efekt a je závislý na stabilitě karbokationtu. Tento izotopový efekt nastává, protože síla vazby CD vazby je téměř sedmkrát silnější než vazba CH.

Často kladené otázky (FAQ)

Na kterém faktoru E1 závisí reakce?

Odpověď: E1 reakce je nemolekulární eliminační reakce. Záleží pouze na koncentraci substrátu, protože rychlost určující krok E1 reakcí je vznik karbokationtu.

Co je to E2 reakce?

Odpověď: E2 reakce je jedním typem bimolekulární eliminační reakce. Sazba E2 reakce závisí na koncentraci substrátu i na koncentraci činidla.

Jaký substrát je oblíbený pro E1 reakce?

Odpověď: Substrát s terciární skupinou je upřednostňován pro E1 reakce, protože terciární je nejstabilnější karbokation s ohledem na sekundární a primární karbokation v důsledku hyperkonjugačního efektu.

Také čtení: