Reação E2: Cinética e Mecanismo

Análogas às reações de substituição de S_N2, as eliminações E2 de haletos de alquila também ocorrem por meio de uma via concertada.

No entanto, ao contráriodas reações SN2 em que o nucleófilo ataca o carbono α, em E2, ele funciona como uma base forte e abstrai um β hidrogênio.

A perda do hidrogênio β e do haleto ocorre simultaneamente por meio de um estado de transição limitante de taxa caracterizado por uma ligação carbono-hidrogênio e carbono-halogênio parcialmente quebrada e uma ligação π parcialmente formada entre os carbonos α e β. A conclusão da reação produz um alceno.

As reações E2 são bimoleculares e seguem cinética de segunda ordem, onde a taxa de reação depende das concentrações do haleto de alquila e da base, suportando um mecanismo concertado.

Estudos de isótopos de deutério confirmam ainda mais esse mecanismo com base no fato de que a ligação carbono-hidrogênio é mais fraca do que uma ligação carbono-deutério.

Por exemplo, na desidroalogenação induzida por base do brometo de propila, a constante de taxa para o substrato hidrogenado, k_H, é 6,7 vezes maior do que sua contraparte deuterada, k_D, confirmando que a etapa limitante da taxa envolve a quebra de uma ligação carbono-hidrogênio no estado de transição.

Os fatores que influenciam o mecanismo E2 incluem a resistência da base, a natureza do substrato e do grupo de saída e o tipo de solvente.

Como a base aparece na equação da taxa E2, aumentar a força da base aumenta a taxa da reação. Bases fortes como hidróxido, alcóxido e íons amida favorecem as reações E2.

A estabilidade da ligação dupla carbono-carbono aumenta com a substituição. Portanto, com bases fortes, os haloalcanos terciários mais substituídos sofrem eliminações de E2 mais rapidamente do que as contrapartes secundárias e primárias.

Idealmente, um bom grupo de saída é uma base conjugada fraca. Nos halogenetos de alquila, o grupo iodeto é o menos básico e preferido em relação ao brometo e ao cloreto.

Nas reações E2, solventes próticos polares, como a água, solvatam a base por meio de fortes ligações de hidrogênio, tornando-as menos reativas em relação ao substrato. Em contraste, em solventes apróticos polares, como a acetona, a base é apenas fracamente solvatada, tornando-os mais adequados para reações E2.