Az eliminációs reakcióknak három fő típusa van, az E1, E2 és E1cb . Íme egy általános kép az E2 eliminációs reakció átmeneti állapotáról.
A $ \ ce {CH} $ kötés megtörése és a $ \ ce {C-LeavingGroup} $ kötvény nagyjából ugyanolyan fejlett, mint a kettős kötés kialakulása. Mivel a 2 kötés nagyjából ugyanolyan mértékben szakad meg, elmondható, hogy az E2 reakció a lehetséges eliminációs mechanizmusok "közepén" van.
Ha megváltoztatjuk ezt a mintát, és megadjuk a $ \ ce A {CH} $ kötvénytörés előrehaladottabb, mint a $ \ ce {C-LeavingGroup} $ kötvény törés > csoportok, mint ammónium, $ \ ce {-NR3 ^ +} $, szulfónium, $ \ ce {-SR2 ^ +} $, stb .]), akkor a mechanizmust az Az eliminációs spektrum E1cb oldala.
E1cb esetben, mivel a $ \ ce {CH} $ kötvény törése előrehaladott, részleges negatív töltés alakul ki azon a szénen, ahonnan a proton távozik. Most az elsődleges karbanionok stabilabbak, mint a szekunder karbanionok, amelyek viszont stabilabbak, mint a tercier karbanionok (az elektronokat felszabadító alkilcsoportok destabilizálni fogják a negatív töltést). Ezért, ha választhatunk, hogy melyik protont távolítsuk el, akkor eltávolítjuk a protont a legkevésbé szubsztituált szénről , mivel ez a szén jobban stabilizálja a kialakuló negatív töltést. Amint a LeavingGroup távozik és a reakció befejeződik, ez előállítja a legkevésbé szubsztituált kettős kötéssel rendelkező olefint, a Hofmann eliminációs terméket .
Néha azt állítják, hogy a bázis mérete felelős az eliminációs mintákért, és ha nagy bázist használnak, akkor a legkevésbé akadályozott szénen lévő proton elvonatkozik. Ez igaz, de a hatás viszonylag csekély. Ha az alapot metoxidról t -butoxidra cseréljük, az egyszerű halogén-alkánokban csak szerény 10-20% -kal növeli a Hoffmann termék mennyiségét.
Tehát bár a szterikumok szerepet játszanak, mégis általában egy kis szerep játszik szerepet a fent tárgyalt elektronikus tényezőknél.
A teljesség kedvéért hadd említsem meg röviden az E1 eliminációt, amely az eliminációs spektrum "másik oldalán" áll mechanizmusok. Ebben az esetben a $ \ ce {C-LeavingGroup} $ kötvény megszakadása előrehaladott állapotban van, és részleges pozitív töltés alakul ki azon a szénen, ahonnan a LeavingGroup eltér.
A proton eltávolítása e köztitermékből gyakran két irányban haladhat. Mivel a jobban szubsztituált kettős kötések stabilabbak, mint a kevésbé helyettesített kettős kötések, és mivel a proton eliminációjának átmeneti állapota részleges kettős kötés jellegű, az átmeneti állapot a stabilabb kettős kötéshez vezet ( pl. a jobban helyettesített kettős kötés ) alacsonyabb energiájú lesz. Ezért a szorosabban helyettesített kettős kötéssel rendelkező termék ( Zaicev-termék ) az E1 reakciókban képződik.
Szerkesztés: Válasz az OP-kra megjegyzés
A kvaterner ammónium-hidroxid pirolitikus eliminációjára gondoltam, ami az E2 mechanizmust követi
Nem azt mondtam, hogy ez a reakció (a termikus Hofmann elimináció) E1cb mechanizmuson megy keresztül, inkább azt mondtam, hogy "a mechanizmust eltoljuk az eliminációs spektrum E1cb oldala felé". Más szavakkal, ez egy E2 reakció, de a $ \ ce {C-H} $ kötvénytörés valamivel előrehaladottabb, mint a $ \ ce {C-LeavingGroup} $ kötvénytörés. Ezért az elsődleges $ \ ce {CH} $ kötvény nagyobb valószínűséggel vesz részt, mint a másodlagos vagy harmadlagos $ \ ce {CH} $ kötvény, a fentiekben ismertetett okok miatt.
Íme egy másik megközelítés . Az elektronikus tényezők helyett nézzük a szterikus tényezőket - ebben a reakcióban mindkettő ugyanarra a következtetésre vezet.
Az E2 eliminációk inkább a transz- vagy antiperiplanar geometriát preferálják. Az alábbiakban bemutatjuk a 2 konformáció Newman-vetületeit a szubsztituensek ezen geometriai elrendezésével.
Az A konformációt a legkevésbé szubsztituált szén, a metilcsoport (Hofmann) felszámolására állítják fel, míg a B konformáció a jobban szubsztituált szén (Zaitsev) felé történő eliminációt mutatja be. ). A trialkyammóniumcsoport rendkívül nagy, és a B konformációban kedvezőtlen sztétikus kölcsönhatást eredményez. Ezáltal a B konformáció energiája nagyobb, ezért előnyösebb lesz az A konformációból történő elimináció a kevésbé szubsztituált kettős kötés előállításához.