Die Vorhersage von SN1/SN2/E1/E2-Konkurrenzreaktionen treibt Schüler oft in den Wahnsinn, aber es ist gar nicht so schlimm, wenn man das allgemeine Muster erst einmal erkannt hat:
- Basisbedingungen (positive und negative Ladungen) führen eher zu SN2 oder E2 (kein Carbokation)
- neutrale oder saure Bedingungen führen eher zu SN1 oder E1 (Carbokation wird gebildet).
So kann man eine SN1/E1-Reaktion von einer SN2/E2-Reaktion unterscheiden. Aber wie entscheidet man zwischen Substitution und Eliminierung? Generell sollte man auf Masse, Nukleophilie und Wärme achten:
- Wenn man Wärme (oder Δ) sieht, wird die Reaktion zur Eliminierung führen.
- Wenn man eine große, sperrige Verbindung sieht, wird die Reaktion zur Eliminierung führen.
- Wenn man eine starke Base sieht, wird die Reaktion zur Eliminierung führen. Eine starke Base ist alles, was stärker ist als RO-.
Die Ausnahme: Wenn alles primär ist, wird die Reaktion wahrscheinlich als SN2 ablaufen.
Diese Regeln scheinen wahrscheinlich verwirrend zu sein, also gehen wir diese acht Beispiele durch und sehen, wie sie zutreffen.
a) NaCN ist geladen! (Na+ und CN-), also ist es SN2 oder E2. CN ist keine starke Base, also ist es SN2.
b) KOtBu (Kalium-tert-Butoxid) ist geladen, also ist es SN2 oder E2. -OtBu ist eine starke Base, d.h. wenn etwas sperriger als 1º ist, wird es E2. -OtBu ist 3º, also wird es definitiv E2 (KOtBu ist ein klassisches E2-Reagenz).
c) NaOMe ist geladen, also E2 oder SN2. NaOMe ist eine starke Base, wenn also irgendetwas >1º ist, wird es zu E2. -OMe ist 1º (eigentlich nicht einmal 1º), aber das Alkylhalogenid ist 2º, also wird es E2.
d) NaOMe ist geladen, also E2 oder SN2. NaOMe ist eine starke Base, wenn also irgendetwas >1º ist, wird es zu E2. Aber in diesem Fall gibt es überhaupt keine Masse – nichts ist >1º! NaOMe ist 1 und das Alkylhalogenid ist auch 1º, also wird es SN2.
e) Methanol (MeOH) ist neutral, also wahrscheinlich E1 oder SN1. Methanol ist eine schwache Base und es gibt keine Masse, also SN1. Im Allgemeinen bilden Wasser und Alkohol eine Mischung aus SN1 und E1 mit Alkylhalogeniden (meist SN1).
f) H2SO4 ist sauer, also wahrscheinlich E1 oder SN1. Kann aber nicht SN1 sein, da H2SO4 kein Nukleophil enthält. (HSO4- ist ein sehr schwaches Nukleophil). Ein Alkohol mit H2SO4 oder H3PO4 ist eine Dehydratisierungsreaktion – E1.
g) H2SO4 ist sauer, also wahrscheinlich E1 oder SN1. In diesem Fall haben wir ein Nukleophil – Cl-, also wird es SN1.
h) Amine sind neutral, aber sie gehen nicht SN1/E1 – sie neigen dazu, SN2/E2 zu werden, weil sie basisch sind (eine Aminlösung hat einen basischen pH). Dieses Amin ist sehr sperrig, so dass es zu E2 wird.
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