Бимолекулярное отщепление Е2
Реакция отщепления галогеноводорода от первичных галогеналканов протекает по бимолекулярному механизму Е2.
Механизм Е2.
Основание НО– атакует водород (рис.2.6.а) при Сb, подает ему пару электронов и начинает образовывать с ним связь, связь Сb-Н ослабевает, пара электронов, связывавшая углерод и водород, освобождается и атакует атом галогена с тыла., одновременно растягивается связь Сa -Br (процесс согласованный). Возникает активированный комплекс: атомы углерода Сa и Сb переходят из sp3-гибридного состояния в состояние, близкое к sp2-состоянию, освобождающаяся пара электронов затрачивается на образование p-связи (рис.2.6.б) . Затем связи углерод- водород и углерод-галоген разрываются, атомы углерода переходят в sp2-состояние, образуется p-связь (рис.2.6.в).
Рис.2.6. Механизм реакции бимолекулярного элиминирования; а – антикомпланарное расположение связей Сa—Br и Сb—H, б – переходное состояние, в – конечные продукты.
Энергетическая диаграмма реакции
изображена на следующем графике:
Рис.2.7. График изменения потенциальной энергии в ходе Е2.
Связи, разрывающиеся в активированном комплексе, должны быть в транс-положении друг к другу. Такая геометрия позволяет электронной паре, освобождающейся при связывании протона с основанием, атаковать с тыла атом углерода Сa и вытеснять галоген. Копланарность двух связей субстрата: Сa -Br и Сb -Н, которые разрываются в активированном комплексе, обеспечивает максимальное перекрывание р-орбиталей, то есть способствует процессу образования p-связи. Такая комбинация условий называется стереоэлектронным требованием.
Ниже эта реакция изображена в проекциях Ньюмена.
Реакция, в результате которой из данного стереоизомерного соединения получается в качестве продукта только один стереоизомер, называется стереоспецифической реакцией.
Cкорость реакциизависит от концентрации галогеналкана и основания и определяется по формуле V= K
[
R-
Br
]
[
O–
]
.
Направление элиминирования - правило Зайцева:
основным продуктом реакции отщепления от галогеналканов с двумя не эквивалентными Сb является наиболее устойчивый (наиболее алкилированный) алкен.
Основным продуктом реакции элиминирования 2-хлорбутана является транс-2-бутен (соотношение цис- и транс-изомеров 1:6). Активированный комплекс, возникающий при образовании транс-изомера, менее пространственно затруднен и более устойчив, и, следовательно, скорее образуется, чем активированный комплекс, ведущий к цис-изомеру.
Реакционная способностьгалогеналканов в реакциях Е2 изменяется в ряду:
Такое увеличение реакционной способности галогеналканов при переходе от первичных к третичным обусловлено увеличением устойчивости образующихся алкенов.
Смотрите также
Альтернативная водородная энергетика как элемент школьного раздела химии: "Физико-химические свойства водорода"
Актуальность
выбранной темы обусловлена тем, что вопрос о поиске альтернативных видов
топлива для защиты окружающей среды от негативных воздействий вызывает интерес.
А интерес учащихся к те ...
Абсорбция сероводорода
В данном курсовом
проекте происходит абсорбция сероводорода, из воздушной смеси, водой. В
результате, на выходе из абсорбера, получается так называемая сероводородная
кислота, широко исполь ...