消除反应

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消除反應又稱脱去反应或是消去反应,是一種有机反应。是指一有機化合物分子和其他物質反應,失去部份原子或官能基(稱為離去基)。反應後的分子會產生多鍵,為不飽和有機化合物。

消除反應分為下列兩種:

  • β脫去反應:較常見,一般生成類。
  • α脫去反應:生成卡宾類化合物。

離去基所接的碳為α碳,其上的氫為α氫,而隔壁相鄰接的碳及氫則為β碳及β氫。化合物會失去β氫原子的稱為 β脫去反應,會失去α氫原子的稱為α脫去反應。

β脫去反應[编辑]

β脫去反應又可分成E1和E2反應。

E1反應[编辑]

E1反應是單分子的脫去反應,其反應機構如下:

单分子消除反应机理
  1. R-CH2-CH2X →R-CH2-C+H2+X-
    離去基主動脫離生成碳陽離子
  2. R-CH2-C+H2 → R-CH=CH2 + H+
    β氫變成氫離子同時產生碳碳雙鍵

通过研究,E1历程反应速率只正比于反应物浓度,与催化剂路易斯碱浓度无关。由于反应中生成碳正离子,有时有可能发生重排生成更为稳定的3°碳正离子,形成相应的不饱和产物。 反应速率:叔碳 > 仲碳 > 伯碳(β碳上带有推电子基团(如烃基、氨基、羟基等)有利反应的进行)

E1cB历程[编辑]

一定条件下,可进行E1cB历程,生成碳负离子,其反應機構如下:

E1cB反应 通式
  1. R-CH2-CH2X + :B → R-CH-CH2X + HB
    氢离子与路易斯碱脫離生成碳负离子
  2. R-CH-CH2X → R-CH=CH2 + X-
    离去基团消去同時產生碳碳雙鍵

β碳上带有吸电子基团(如羧基、羰基、卤原子等)有利反应按E1CB历程进行

E2反應[编辑]

E2反應其中有和產生消除反应的分子,是雙分子的脫去反應,反應機構如下:

Scheme 1. E2 reaction mechanism
  1. H-R-X + :B → X-R-H…B
    由強鹼抓β氫,形成过渡态(T.S)
  2. X-R-H…B → R相应不饱和产物 + HB + X-
    C-H鍵斷裂,同時生成碳碳雙鍵

通过研究,E2历程反应速率正比反应物浓度路易斯碱浓度。

反应速率:伯碳 > 仲碳 > 叔碳位阻小的有利反应进行)