6.20
Kiedy nukleofil i halogenek alkilu reagują, zachodzi konkurencja między substytucją nukleofilową a eliminacją β, która decyduje o wyniku reakcji.
Halogenek alkilu ma dwa miejsca reaktywne. Atak na elektrofilowy węgiel α powoduje reakcję substytucji za pośrednictwem mechanizmu SN1 lub SN2.
Alternatywnie nukleofil działa jak zasada i deprotonuje β-wodór, prowadząc do reakcji eliminacji poprzez mechanizm E1 lub E2.
Na wynik reakcji mają wpływ takie parametry, jak względna przeszkoda steryczna substratu, wielkość i zasadowość nukleofila, temperatura i rodzaj rozpuszczalnika.
W zależności od względnej szybkości reakcji jednocząsteczkowych lub dwucząsteczkowych na ogół otrzymuje się mieszaninę produktów. Aby przewidzieć główne i drugorzędne produkty, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie.
Ogólnie rzecz biorąc, eliminacje β są faworyzowane w stosunku do reakcji substytucji ze zwiększoną temperaturą, bardziej zasadowymi i utrudnionymi nukleofilami oraz zwiększoną substytucją substratu.
Halogenki pierwszorzędowe, jako najmniej utrudnione sterycznie, ulegają wyłącznie reakcjom dwumolekularnym. Wyższe stężenia silnych nukleofilów lub zasad dodatkowo przyspieszają reakcję SN2 lub E2, niezależnie od rozpuszczalnika.
Silny, nieskrępowany nukleofil szybciej atakuje α-węgiel, faworyzującprodukt SN2. I odwrotnie, silna zahamowana baza ma mniejszy dostęp do węgla α, faworyzując w ten sposób produkt E2.
Halogenki pierwszorzędowe nie sprzyjają jednak reakcjom jednocząsteczkowym, ponieważ karbokationy pierwotne są stosunkowo niestabilne.
W halogenkach wtórnych, ponieważ zwiększone rozgałęzienie utrudnia reakcje SN2, preferowane są produkty E2, zwłaszcza z silnymi zasadami. I odwrotnie, stosowanie słabych zasad zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia produktów SN2.
Reakcje jednocząsteczkowe są rzadko obserwowane w przypadku halogenków wtórnych. Mogą jednak przebiegać w umiarkowanym tempie w obecności słabego nukleofila lub zasady w polarnych rozpuszczalnikach protonowych.
W halogenkach trzeciorzędowych zwiększona przeszkoda steryczna działa niekorzystniena mechanizm SN2. W przypadku mocnych zasad faworyzowana jest reakcja E2, podczas gdy obie reakcje jednocząsteczkowe dominują w obecności słabych zasad lub nukleofilów.
Jednak wraz ze wzrostem temperatury i możliwością wytwarzania wysoko podstawionych alkenów, mechanizm E1 dominuje nad SN 1.
Kiedy nukleofil i halogenek alkilu reagują, reakcje podstawienia nukleofilowego i β-eliminacji konkurują w wytwarzaniu produktów.
Na konkurujące ze so…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.