Eliminierungsreaktionen

Wenn ein Alkylhalogenid mit einem Nukleophil reagiert, kann das Nukleophil das Halogen verdrängen, um das Substitutionsprodukt zu erhalten, oder es kann einen benachbarten Wasserstoff abstrahieren, um durch eine Eliminationsreaktion ein Alken zu bilden.

In Eliminierungsreaktionen fungieren Nukleophile als Lewis-Basen, indem sie ein Elektronenpaar an ein Proton abgeben. Zu den gebräuchlichen Basen, die zur Förderung von Eliminationsreaktionen verwendet werden, gehören Hydroxide wie Natriumhydroxid, Alkoxide wie Kalium-tert-Butoxid oder Alkohole wie Ethanol.

Eliminierungsreaktionen beinhalten typischerweise den Verlust kleiner molekularer Fragmente von einem Substrat, um mindestens eine π Bindung zu bilden. Bei Alkylhalogeniden verläuft die Eliminationsreaktion mit dem Verlust eines Wasserstoffatoms und eines Halogenatoms, daher der Name Dehydrohalogenierung.

Da der an die Abgangsgruppe gebundene Kohlenstoff ein α Kohlenstoff ist und der Wasserstoff auf dem benachbarten Kohlenstoff ein β Wasserstoff ist, werden diese Reaktionen oft als β-Eliminations- oder 1,2-Eliminationsreaktionen bezeichnet.

Die meisten Eliminationsreaktionen erfolgen über einen E2- oder E1-Mechanismus.

Für E2-Reaktionen werden starke Basen wie Natriumethoxid verwendet. Der konzertierte Mechanismus wird durch die Deprotonierung des β Kohlenstoffs eingeleitet, gefolgt von der Abreise der Halogenid-Austrittsgruppe, was zur Bildung einer π Bindung zwischen den Positionen α und β führt.

Im Gegensatz dazu verläuft die E1-Reaktion in zwei Schritten. Die erste beinhaltet das Verlassen der Abgangsgruppe, um ein Carbokationszwischenprodukt zu bilden, gefolgt von der Deprotonierung der Carbokation durch die Base, um eine π Bindung zu bilden.

Bei Alkylhalogeniden, die zwei verschiedene β Kohlenstoffe enthalten, können Eliminationsreaktionen mehr als ein Alken erzeugen. Dabei ist das stärker substituierte Alken am stabilsten und wird als Zaitsev-Produkt bezeichnet, während das weniger substituierte Alken als Hofmann-Produkt bezeichnet wird. Daher werden Eliminationsreaktionen als regioselektiv bezeichnet.

Darüber hinaus begünstigen Eliminationsreaktionen die Bildung von trans-Alkenen gegenüber den cis-Isomeren, wodurch sie stereoselektiv sind.