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E2是最常见的消除机制。“2”表示卤化烷基和碱都参与了速率方程。这有点类似于SN2机制:

让我们把它们放在一起比较一下这些机制:

它们的共同特征是什么?

首先,注意到所有的键都是在一个步骤中断开并形成的,表示协调一致的的过程。这意味着反应的速率线性依赖于两个反应物的浓度,因为一个卤代烷基分子和亲核试剂以过渡态出现。

总的来说,反应是生物分子二级反应:

虚线在E2反应的过渡态,表明C-H和C-Br键部分断裂同时,还有O-H和C=C π键部分形成

负电荷由碱基和离去基共用,各带部分负电荷。

E2和S呢N2机制不同?

S和S之间的关键区别N2和E2反应是S中的亲核试剂N2的机制攻击与离去基相连的碳(ɑ-carbon),而E2的碱基攻击其中一个β-氢。

结果是离去基被S中的亲核试剂取代N2、aE2反应中新形成的π键

这些结果适用于任何取代和消除反应,无论它是否遵循SN1/SN2或E1/E2机制。

E2反应中底物的反应性

尽管有共同的特征,但在E2和S中卤代烃的反应性却相反N2反应。在E2反应中随着底物上烷基数目的增加而增加- - - - - -取代越多,反应性越强:

记住,另一方面,SN2对取代量较少的卤代烷更有利,因为亲核试剂需要接近被其他原子包围的ɑ-碳。

为了理解E2反应机制的反应趋势,回顾烯烃的稳定性取代烯烃越多越稳定:

在E2反应机制中,烯烃的稳定性与卤代烃的反应性有什么关系?

为了理解这一点,我们需要仔细看看过渡态:

注意E2机制的过渡态类似于烯烃(双键已经部分形成)因此,增加烷基的数目使正在形成的烯烃更加稳定,从而降低了活化能。因此,反应进行得更快,得到的烯烃被取代的越多,就越稳定。

E2反应中的碱

我们在上面看到碱出现在E2反应的速率方程中:

这意味着E2反应速率随碱浓度和碱强度的增加而增加。

E2反应中常用的强碱列表如下:

有体积大(空间受阻)和体积小(空间无阻碍)的碱基。它们都适用于E2反应,但选择性地主要用于控制E2反应的区域化学(爱游戏体育官扎伊采夫和霍夫曼的产品).

另一件事要记住,当选择一个基地,是事实小碱基也可以作为亲核试剂进行S反应N2的反应。

简而言之,将反应推向E2 / SN2、如果使用立体无阻碍的底座,则需要加热。

亲核取代和消除反应之间的竞争(SN1,年代N2, E1a和E2)在下面的文章

弱碱通过E1机制消除.好消息是弱碱主要有两种——水和醇。

在E1和E2机制之间进行选择这篇文章

E2反应中离去基的影响

就像任何取代消除反应一样,在过渡态时,与离去基的键会部分断开。因此,在E2反应中,离去基越好,E2反应越快。亲核取代和消除反应中最常见的离去基如下所示:

溶剂在E2反应中的作用

如上所述,碱越强,E2消除的速度越快。因此,极性非质子溶剂增加了E2反应的速率。

这是因为极性非质子溶剂不与碱相互作用(没有氢键),因此使碱裸露,反应性更强:

极性质子溶剂,另一方面,做形式氢键用底来做减少无功,所以它们不适合做E2反应。

研究了极性质子溶剂和非质子溶剂对其亲核性和碱性的影响这篇文章

免费的

亲核取代和消除练习测验

实践

1.

下面的反应在每种反应物中都表现为一级反应速率。时的速率会发生什么变化:

a) 2-溴丁烷浓度加倍,[EtONa]不变?
b) 2-溴丁烷的浓度是原来的三倍,[EtONa]的浓度是原来的一半?

回答

乙氧基钠是强碱,它与二烷基卤化物反应主要通过E2机制产生消除产物,这也可以从反应方程中看出。E2反应的速率同时取决于底物和碱,因此会观察到以下变化:

a)费率双打
b)费率增长1.5倍(3 x 1/2 = 3/2)

2.

找出β氢,并画出下面每个E2反应的曲线箭头机制。

回答

每个反应的底物都有两种ß-氢;在消去反应中产生的产物扎伊采夫产物和产生霍夫曼积的产物。这些氢分别用蓝色和红色标记。

在这个练习中,你需要根据产物中双键的位置来确定参与反应的正确ß-hydrogen。

关于Zaitsev和Hofman (E2反应的区域化学)产物的更多材料和实践可以在这里找到爱游戏体育官在这里

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