脱離反応

ハロゲン化アルキルが求核剤と反応すると、求核剤はハロゲンを置換して置換生成物を得るか、または隣接する水素を分離して脱離反応によってアルケンを形成することができます。

脱離反応では、求核剤は一対の電子をプロトンに供与することにより、ルイス塩基として機能します。脱離反応を促進するために使用される一般的な塩基には、水酸化ナトリウムなどの水酸化物、tert-ブトキシドカリウムなどのアルコキシド、エタノールなどのアルコールなどがあります。

脱離反応は、通常、基質から低分子断片が失われ、少なくとも1つのπ結合を形成することを伴います。ハロゲン化アルキルでは、水素原子1個とハロゲン原子1個が失われると脱離反応が進行するため、脱ハロゲン化水素と呼ばれています。

脱離基に結合した炭素はα炭素であり、隣接する炭素上の水素はβ水素であるため、これらの反応はしばしばβ脱反応または1,2脱離反応と呼ばれます。

ほとんどの脱離反応は、E2またはE1メカニズムを介して起こります。

E2反応には、ナトリウムエトキシドのような強塩基が使用されます。協調メカニズムは、β炭素の脱プロトン化とそれに続くハロゲン化物脱離基の出発によって開始され、αとβの位置との間にπ結合が形成されます。

一方、E1反応は2段階で進行します。1つ目は、脱離基が離脱してカルボカチオン中間体を形成し、続いて塩基によるカルボカチオンの脱プロトン化がπ結合を形成することです。

ハロゲン化アルキルが2つの異なるβ炭素を含む場合、脱離反応により複数のアルケンが生成される可能性があります。ここでは、置換量の多いアルケンが最も安定しており、ザイツェフ製品と呼ばれ、置換量が少ないアルケンはホフマン製品と呼ばれます。したがって、排泄反応は位置選択的であると言われます。

さらに、脱離反応はシス異性体よりもトランスアルケンの形成に有利であり、それらを立体選択性にします。