Reazione di eliminazione E1cb nelle reazioni organiche
La reazione di eliminazione E1cb, nota anche come reazione di eliminazione unimolecolare con base coniugata, è un tipo di reazione in cui l’intermedio di reazione ha carica negativa.
Durante la reazione di eliminazione, due sostituenti vengono rimossi da una molecola, e se un alogenuro alchilico reagisce 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, nella quale il nucleofilo attacca un idrogeno β piuttosto che il carbonio con formazione di un alchene. Questo porta alla formazione di un legame doppio o triplo o di un anello.
Le reazioni di eliminazione E1 seguono una cinetica del primo ordine e procedono attraverso un intermedio carbocationico; quindi, la specie di partenza deve contenere un gruppo uscente. Questo tipo di reazione avviene principalmente con specie che possono dare carbocationi stabili come carbocationi terziari, benzilici o allilici.
Secondo la regola di Zaitsev, in una reazione di eliminazione che porta ad un alchene, l’alchene più sostituito viene formato in quantità maggiore ed è più stabile, quindi la reazione è controllata da un punto di vista termodinamico.
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 della reazione E1cb
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.
Fattori che favoriscono la reazione E1cb
Tra i fattori che favoriscono una reazione di eliminazione E1cb vi sono la presenza di cattivi gruppi uscenti, dimensioni della base e la presenza di un substrato ramificato.
La presenza di cattivi gruppi uscenti favorisce l’attacco della base sull’idrogeno acido sul carbonio in β, formando il carbanione invece che la fuoriuscita con formazione del carbocatione. Le dimensioni della base influenzano l’attacco selettivo dei protoni, mentre la presenza di ramificazioni nel substrato può favorire la formazione del prodotto di Hoffmann a causa dell’impedimento sterico.
In conclusione, la reazione di eliminazione E1cb gioca un ruolo significativo nella chimica organica e può essere influenzata da vari fattori, come gruppi uscenti e dimensioni della base.