Illustrare le reazioni di eliminazione dimolecolare E2
Le reazioni caratteristiche degli alogenoalcani sono:
 Sostituzione nucleofila: reazione in cui il nucleofilo
viene sostituito da un altro nucleofilo. Essa può avere
due meccanismi limite:
 SN2 (sostituzione nucleofila bimolecolare): entrambi
i reagenti sono coinvolti nella reazione che conduce
allo stato di transizione dello stadio che determina
la velocità.
Velocità= k[alogenoalcano][nucleofilo]
 SN1 (sostituzione nucleofila monomolecolare): solo
l’alogenoalcano è coinvolto nello stadio che
determina la velocità di reazione.
Velocità= k[alogenoalcano]
 β-eliminazione (o deidroalogenazione): In presenza di una
base forte l’alogeno di un alogenuro alchilico e
l’idrogeno legato al carbonio adiacente possono essere
rimossi dai carboni in cui sono legati per formare un
doppio legame carbonio-carbonio. Essa può avvenire con
due meccanismi limite:
 E1 (eliminazione monomolecolare): analogamente alla
reazione SN1, solo l’alogenoalcano è coinvolto nello
stadio che determina la velocità di reazione.
Velocità=k[alogenoalcano]
 E2 (eliminazione dimolecolare): analogamente alla
reazione SN2, entrambi i reagenti sono coinvolti
nello stadio che determina la velocità di reazione.
Velocità=k[alogenoalcano][nucleofilo]
La reazione E1 ed E2 differiscono riguardo i tempi
di rottura e formazione dei legami.
 La sostituzione e l’eliminazione sono una
l’inverso dell’altra.
Esaminiamo ora il meccanismo di β-eliminazione E2
Una reazione di eliminazione avviene tra un alogenoalcano e
una base.
Per prima cosa bisogna indicare come carbonio α il carbonio
legato all’alogeno (X) e si designa con β il carbonio(i)
legato(i) all’idrogeno (H).
Bisogna tener conto della regola di Zaitsev: il prodotto
principale di una reazione E2 è l’alchene più sostituito,
ovvero quello più stabile.
Più è forte la base, maggiore è la probabilità che questo
meccanismo avvenga.
Poiché entrambi i reagenti (alogenoalcano e base) sono
coinvolti nella determinazione della velocità della reazione,
il processo avviene in un unico stato di transizione, in cui
contemporaneamente si rompe il legame C-X e la base rimuove
l’idrogeno-β con simultanea formazione del doppio legame C=C.
Figura 1
In figura 1 lo schema di una reazione E2.
La base (B-:) rimuove lo ione H+, il gruppo uscente (Lg) viene
perso e si forma il doppio legame in quanto i carboni passano
da ibridazione sp3 a sp2. Questi passaggi avvengono tutti
simultaneamente nello stato di transizione. (Figura 2,3)
Figura 2
Figura 3 : diagramma di reazione E2
Tabella 1: reazioni E2 a confronto coi vari alogenoalcani
Alogenuro alchilico
Primario
RCH2X
Secondario
R2CHX
Terziario
R3CX
E2
Reazione principale con basi
forti caratterizzate da ingombro
serico
Reazione principale con basi
forti/buoni nucleofili come HO- E
CH3CH2O
Reazione principale con basi
forti come HO- e RO-
Esempio (1): meccanismo del 2-bromo-3-metilbutano con etossido
di sodio in etanolo
Figura 4: 2-bromo-3-metilcicloesano
-si indica come carbonio α quello che è legato al bromo, in
questo caso è il carbonio 2.
Figura 5: assegnazione α e β ai
carboni
-si indica come carbonio β quello a cui è legato H ed è a sua
volta legato al carbonio α, in questo caso abbiamo due carboni
β: il carbonio 1 e il carbonio 3.
-osservare il numero di carboni β: se ne abbiamo uno, si
otterrà un unico prodotto, se ne abbiamo due, si otterranno
due prodotti, se ne abbiamo tre, si otterranno tre prodotti.
Nel nostro caso ci sono due carboni β, quindi avremo due
prodotti.
-per avere i nostri prodotti bisogna rimuovere il gruppo
uscente legato al carbonio α e un idrogeno del carbonio 2
1. per formare il nuovo doppio legame 1C=2C
2. per formare il nuovo doppio legame 2C=3C
Come già detto le operazioni 1 e 2 sopraelencate ci portano
ad avere due prodotti finali: l’operazione 1 ci dà il 3metil-1-butene; l’operazione 2 ci dà il 2-metil-2-butene.
Arrivati all’avere due prodotti, sorge spontaneo chiedersi se
osserveremo entrambi i prodotti e in quale percentuale.Nel
nostro caso, il prodotto principale è il 2-metil-2-butene
perché, conformemente alla regola di Zaitsev, il prodotto
principale è l’alchene più sostituito.
Esempio (2): Meccanismo del 2-bromoesano
I processi da attuare sono analoghi a quello del precedente
esempio. Si ottengono due prodotti, ma il 2-esene è il
prodotto principale in quanto più stabile, poiché l’alchene è
maggiormente sostituito.
La reazione E2 in sintesi:
Una reazione E2 avviene mediante un unico stadio: si hanno,
simultaneamente, la reazione con una base per rimuovere un
idrogeno, la formazione di un alchene e l’allontanamento del
gruppo uscente. La velocità di questo processo dipende sia
dalla concentrazione dell’alogeno, sia da quella della base.
Quando si hanno due carboni β si hanno due alcheni come
prodotti, in genere, un alchene prevale sempre sull’altro per
la stabilità (regola di Zaitsev).