Reazione di eliminazione E1cb- Chimica organica

La reazione di eliminazione E1cb ovvero reazione di eliminazione unimolecolare con base coniugata è una reazione in cui l’intermedio di reazione ha carica negativa.

Una reazione di eliminazione è un tipo di reazione chimica in cui sono allontanati da una molecola due sostituenti

Se un alogenuro alchilico è fatto reagire con un nucleofilo si verifica una reazione di sostituzione nucleofila che può avvenire via SN1 o via SN2.

Tuttavia, a seconda delle condizioni, la reazione che principalmente compete con la sostituzione nucleofila, è una reazione di eliminazione. In essa  il nucleofilo attacca un idrogeno β piuttosto che il carbonio con formazione di un alchene.

.Si ha la formazione di un legame doppio o triplo o di un anello.

Una reazione di eliminazione con formazione di un doppio legame può essere generalizzata dallo schema seguente

eliminazione

Le reazioni di eliminazione E1 seguono una cinetica del primo ordine e procedono attraverso un intermedio carbocationico e quindi la specie di partenza deve contenere un buon gruppo uscente.

Questo tipo di reazione avviene quindi in prevalenza con specie che possono dare carbocationi stabili quali carbocationi terziari, benzilici o allilici.

Secondo la regola di Zaitsev in una reazione di eliminazione che porta ad un alchene quello che si forma in quantità maggiore è l’alchene più stabile più stabile ovvero quello più sostituito e quindi la reazione è controllata da un punto di vista termodinamico.

Prodotto di Zaitsev

Quindi il prodotto di reazione prevalente è il 2-metil-2-butene che è l’alchene più sostituito e quindi il più stabile e viene detto prodotto di Zaitsev.

Se si opera in condizioni basiche e nella molecola sono presenti un debole gruppo uscente come –OH, -OR o NR3+ sul carbonio α e un idrogeno acido sul carbonio in β allora avviene una reazione E1cb ovvero una eliminazione unimolecolare con base coniugata.

Meccanismo

Nel primo stadio  che costituisce lo stadio lento avviene la deprotonazione del carbonio β con formazione di un carbanione.

Poiché l’ordine di stabilità relativa dei carbanioni è primario > secondario > primario viene rimosso il protone dal carbonio meno sostituito dando luogo alla formazione dell’alchene meno sostituito che viene detto prodotto di Hoffmann.

E1cb

In questo tipo di reazione si ottiene un prodotto diverso rispetto a quello che si ottiene in altre condizioni che portano alla formazione dell’alchene più sostituito secondo la regola di Zaitsev.

Fattori che favoriscono una reazione di eliminazione E1cb

Tra i fattori che favoriscono una reazione di eliminazione E1cb vi sono:

  • Cattivi gruppi uscenti

La loro presenza infatti favorisce l’attacco della base sull’idrogeno acido sul carbonio in β. Si forma infatti il carbanione piuttosto che la loro fuoriuscita con formazione del carbocatione. Nella formazione di un alchene a partire da un alogenuro alchilico la presenza del fluoro che è un cattivo gruppo uscente favorisce il prodotto di Hoffmann

  • Dimensioni della base

Una base stericamente impedita come il potassio t-butossido, infatti, è una base forte altamente selettiva nei confronti dei protoni. Attacca preferenzialmente un atomo di idrogeno meno impedito e più facilmente raggiungibile dando luogo alla formazione dell’alchene meno sostituito

alchene-meno-sostituito

  • Substrato ramificato

In presenza di ramificazioni nel substrato, a causa dell’impedimento sterico, la base riesce a deprotonare con più facilità l’idrogeno che porta al prodotto di Hoffmann

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