5 E1 Reactievoorbeeld: Gedetailleerde uitleg

by

In dit artikel, "e1 reactievoorbeelden" verschillende soorten voorbeelden op E1 reactie met uitgebreide uitleg worden kort besproken.

De voorbeelden zijn:-

  1. Door zuur gekatalyseerde uitdroging van secundaire hydroxylgroep
  2. Door zuur gekatalyseerde uitdroging van de tertiaire hydroxylgroep
  3. Dehydrohalogenering van secundair alkylhalogenide
  4. Dehydrohalogenering van tertiair alkylhalogenide
  5. Pyrolyse van een sulfonaatester van methanol

Wat is een eliminatiereactie?

Eliminatiereactie is een bekende reactie in de organische chemie waarbij twee substituenten worden verwijderd uit één verbinding, gevolgd door een eenstaps- of tweestapsmechanisme.

E1 reactie (unimoleculaire eliminatiereactie) is dat type eliminatiereactie die de kinetiek van de eerste orde volgt. In de snelheidsbepalende stap neemt slechts één moleculaire soort deel reactie die de ontbinding is stap van het verlaten van de groep van het substraat.

E1 reactie verloopt via de volgende stappen-

  • Ionisatie stap: carbokation wordt gevormd na de eliminatie van de vertrekkende groep.
  • Deprotonatie stap: H+ wordt geëlimineerd uit een andere koolstof naast de aan de vertrekkende groep bevestigde koolstof.
e1 reactievoorbeelden
Energiediagram van een unimoleculaire eliminatiereactie.
Krediet van het beeld: Wikimedia Commons

Door zuur gekatalyseerde uitdroging van secundaire hydroxylgroep

Deze reactie verloopt via E1 pad. Bij de allereerste stap wordt de hydroxylgroep geprotoneerd in aanwezigheid van een geconcentreerd zuur en vormt een goede vertrekkende groep (OH2+). Deze vertrekkende groep kan gemakkelijk uit het substraat worden verwijderd, waardoor een stabiel carbokation wordt gevormd. Bij de laatste stap treedt deprotonering op, één H+ atoom wordt geëlimineerd uit de koolstof naast de koolstof die is bevestigd met de vertrekkende groep om het eliminatieproduct te vormen.

beeld 26
Door zuur gekatalyseerde dehydratie van secundaire hydroxylgroep.

Door zuur gekatalyseerde uitdroging van de tertiaire hydroxylgroep

Dit dehydratatieproces is bijna hetzelfde als de dehydratatie van de secundaire hydroxylgroep. Het verschil is dat de carbokation die in dit dehydratatieproces wordt gegenereerd stabieler is dan de vorige (30 carbokation is stabieler dan 20 carbokation). De rest van het mechanisme is precies hetzelfde.

beeld 27
Uitdroging van tertiaire hydroxylgroep

 Ga voor meer informatie door: 10+ soorten elementen van covalente bindingen: gedetailleerde inzichten en feiten

Dehydrohalogenering van secundair alkylhalogenide

Dehydrohalogenering van secundair alkylhalogenide in aanwezigheid van base zoals t-butoxide. In de allereerste fase wordt het halogenide-ion (Cl, Br, I) geëlimineerd en wordt secundaire carbokation gegenereerd. In de volgende stap elimineert deze reactiebase de waterstof als H+ van het substraat om het eliminatieproduct (alkeen) te vormen. Deze secundaire carbokation is stabieler dan primaire maar minder stabiel dan tertiaire carbokation.

beeld 28
Dehydrohalogenering van secundair alkylhalogenide.
Krediet van het beeld: Wikimedia Commons

Kijk voor meer informatie op: Voorbeelden van alkylhalogenide: gedetailleerde inzichten en feiten

Dehydrohalogenering van tertiair alkylhalogenide

Dit dehydrohalogeneringsproces volgt hetzelfde mechanisme als het vorige voorbeeld. Halogeen wordt geëlimineerd en een tertiaire carbokation wordt gegenereerd in het reactiemedium in de snelheidsbepalende stap (langzaamste stap). Basismedium helpt bij het verwijderen van het waterstofion (H+) uit het substraat en twee soorten alkenen wordt gevormd Zaitsev (meer gesubstitueerd alkeen) en Hofmann-alkeen (minder gesubstitueerd alkeen).

beeld 29
Dehydrohalogenering van tertiair alkylhalogenide.
Krediet van het beeld: Wikimedia Commons

Volg voor meer informatie: SN1-mechanisme: gedetailleerde inzichten en feiten

Pyrolyse van een sulfonaatester van methanol

Pyrolyse van arylsulfonaatester vindt plaats via E1 mechanisme. In deze voorbeeld carbokation wordt gegenereerd wanneer de sulfonaatester CO binding wordt gespleten. Deze reactie verloopt bij zeer lage temperatuur. Deze lage temperatuur helpt om schoon en hoog opgebracht gewenst alkeen als product te produceren. Het arylsulfonaat dat voor deze pyrolyse wordt gekozen, zou slechts één β-waterstofatoom in anti-periplanaire configuratie met de CO-binding moeten hebben. Deze reactie verloopt in basisch medium om de waterstof als H . te elimineren+ ion.

Stereoselectiviteit en regioselectiviteit van E1-reactie

in E1 reactie algemeen worden twee soorten alkenen gevormd. De ene is meer gesubstitueerd alkeen dat bekend staat als Hofmann-product en een andere is minder gesubstitueerd alkeen dat bekend staat als het product van Zaitsev. Meer gesubstitueerd product heeft een grotere stabiliteit met betrekking tot minder gesubstitueerd product. Dit geeft aan dat de waterstof afkomstig is van de meeste gesubstitueerde koolstof, eerst zal worden gedeprotoneerd dan de waterstof van minder gesubstitueerde koolstof.

Van het mechanisme van E1 reactie is het duidelijk dat het niet stereospecifiek is zoals E2 reactie. voor E2 reactie deprotonerende waterstof moet antiperiplanair zijn voor de vertrekkende groep. Maar dit criterium kan niet worden gevolgd voor E1 reactie.

Kijk voor meer informatie op: Stereoselectief versus stereospecifiek: gedetailleerde inzichten en feiten

Kinetisch isotopeneffect betrokken bij E1 reactie

Kinetisch isotoopeffect wordt gedefinieerd als de verandering van de reactiesnelheid als gevolg van verandering van één atoom door zijn isotoop.

El-reactie vertoont een klein primair kinetisch isotoopeffect. Wanneer de binding tussen alfa-koolstof en waterstof (Cα-H) wordt vervangen door de zwaardere isotoop van waterstof (Dueterium) het vertoont een secundair kinetisch isotoopeffect en het hangt af van de stabiliteit van carbokation. Dit isotoopeffect treedt op omdat de bindingssterkte van CD-binding bijna zeven keer sterker is dan CH-binding.

Veel gestelde vragen (FAQ)

Van welke factor E1-reactie hangt af?

Antwoord: E1-reactie is een unimoleculaire eliminatiereactie. Het hangt alleen af ​​van de concentratie van het substraat omdat de snelheidsbepalende stap van E1 reactie is de vorming van carbokation.

Wat is een E2 reactie?

Antwoord: E2 reactie is een type bimoleculaire eliminatiereactie. De snelheid van een E2 reactie hangt af van de concentratie van het substraat en de concentratie van het reagens.

Welk substraat heeft de voorkeur voor E1 reactie?

Antwoord: Substraat met tertiaire groep heeft de voorkeur voor E1 reactie omdat tertiaire carbokation het meest stabiel is met betrekking tot secundaire en primaire carbokation vanwege het hyperconjugatie-effect.

Lees ook: