Przewidywanie reakcji konkurencji SN1/SN2/E1/E2 doprowadza studentów do szału, ale nie jest tak źle, gdy zauważy się ogólny wzór:
- warunki podstawowe (ładunki dodatnie i ujemne) mają tendencję do zachodzenia SN2 lub E2 (brak karbokacji)
- warunki neutralne lub kwaśne mają tendencję do zachodzenia SN1 lub E1 (powstaje karbokacja).
Tak właśnie określa się reakcję SN1/E1 od reakcji SN2/E2. Ale jak zdecydować między substytucją a eliminacją? Ogólne rzeczy, na które należy zwracać uwagę to masywność, nukleofilowość i ciepło:
- Jeśli widzisz ciepło (lub Δ), reakcja przebiegnie eliminacyjnie.
- Jeśli widzisz duży, nieporęczny związek, reakcja przebiegnie elminacyjnie.
- Jeśli widzisz silną zasadę, reakcja przebiegnie eliminacyjnie. Silna zasada to cokolwiek silniejszego niż RO-.
Wyjątek: jeśli wszystko jest pierwotne, to prawdopodobnie pójdzie SN2.
Te zasady prawdopodobnie wydają się mylące, więc przejdźmy przez te osiem przykładów i zobaczmy, jak mają zastosowanie.
a) NaCN jest naładowany! (Na+ i CN-), więc jest to SN2 lub E2. CN nie jest mocną zasadą, więc jest to SN2.
b) KOtBu (tert-butlenek potasu) jest naładowany, więc jest to SN2 lub E2. -OtBu jest silną zasadą, więc jeśli cokolwiek jest bardziej nieporęczne niż 1º, to pójdzie E2. -OtBu ma 3º, więc na pewno pójdzie E2 (KOtBu jest klasycznym odczynnikiem E2).
c) NaOMe jest naładowany, więc E2 lub SN2. NaOMe jest silną zasadą, więc jeśli cokolwiek >1º to pójdzie E2. -OMe jest 1º (właściwie, nawet nie 1º), ale halogenek alkilowy jest 2º, więc pójdzie E2.
d) NaOMe jest naładowany, więc E2 lub SN2. NaOMe jest silną zasadą, więc jeśli coś >1º to pójdzie E2. Ale w tym przypadku nie ma luzem co – nic nie jest >1º! NaOMe jest 1 i halogenek alkilowy jest również 1º, więc to pójdzie SN2.
e) Metanol (MeOH) jest neutralny, więc prawdopodobnie E1 lub SN1. Metanol jest słabą zasadą i nie ma luzem, więc SN1. W ogóle woda i alkohol zrobić mieszaninę SN1 i E1 z halogenków alkilowych (głównie SN1).
f) H2SO4 jest kwaśny, więc prawdopodobnie E1 lub SN1. Nie może być SN1 chociaż, ponieważ nie ma nukleofilu w H2SO4. (HSO4- jest bardzo słaby nukleofil). Alkohol z H2SO4 lub H3PO4 to reakcja dehydratacji- E1.
g) H2SO4 jest kwaśny, więc prawdopodobnie E1 lub SN1. W tym przypadku mamy nukleofil- Cl-, więc będzie to SN1.
h) Aminy są neutralne, ale nie tak SN1/E1- mają tendencję do SN2/E2, ponieważ są one zasadowe (roztwór aminy ma zasadowe pH). Ta amina jest naprawdę nieporęczna, więc przejdzie do E2.
Szczegóły problemu