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Il meccanismo di eliminazione E1

Eliminazione unimolecolare E1

Come le reazioni di sostituzione nucleofila possono essere del primo ordine (SN1) e del secondo ordine (SN2), così anche la ß-eliminazione può avere due meccanismi distinti (rappresentati con le sigle E1 ed E2).

Eliminazione E1

La E1 è una reazione di eliminazione unimolecolare in cui la velocità della reazione dipende unicamente dalla concentrazione del substrato (alogenuro alchilico) ed è indipendente dalla concentrazione della base (cinetica del primo ordine).

La legge cinetica di tale reazione è dunque del tipo: v = k · [R-Lg].

La reazione avviene in due stadi:

1° stadio

Nel primo stadio della reazione (stadio lento) si ha il distacco del gruppo uscente con formazione di un carbocatione:

eliminazione e1 stadio 1

2° stadio

Nel secondo stadio della reazione (stadio veloce) la base B- rimuove un atomo di idrogeno in ß dal carbocatione per formare un alchene.

eliminazione e1 stadio 2

Lo stadio determinante la velocità di reazione è la ionizzazione dell'alogenuro per formare il carbocatione. Tale stadio determina e limita la velocità dell'intero processo (è il Rate Determining Step RDS).

Lo ione B-, oltre a funzionare da base, può anche comportarsi da nucleofilo e attaccare il centro carbocationico per dare reazione di sostituzione SN1.

La condizione di reazione che è usata principalmente per variare la quantità relative dei prodotti nelle due reazioni competitive (E1 ed SN1) è la temperatura: in genere, aumentando la temperatura la reazione di eliminazione risulta favorita.

Nella eliminazione E1 lo stadio determinante la velocità di reazione è quello che porta alla formazione del carbocatione intermedio di reazione.

Più stabile è il carbocatione intermedio di reazione più veloce è la reazione.

L'ordine di reattività delle reazione E1 segue dunque l'ordine di stabilità dei carbocationi:

terziario > secondario > primario > metilico

Inoltre, la formazione di prodotti di sostituzione piuttosto che di eliminazione è favorita da solventi nucleofili polari e dalla assenza di basi forti.

Regioselettività nelle reazioni E1

Se la base può attaccare due idrogeni non equivalenti in ß, l'atomo di idrogeno che si perde è di solito quello che corrisponde alla formazione dell'alche più ramificato (regola di Saytzev). Tale regola è valida sia per le reazioni E1 che E2.

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