消去反應

消去反應(英語:elimination reaction),又稱消除反應消去反應,是一種有機反應。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。

消去反應分為下列兩種:

  • β消去反應:較常見,一般生成類。
  • α消去反應:生成卡賓類化合物。

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消去反應,會失去α氫原子的稱為α消去反應。

β消去反應

β消去反應又可分成E1和E2反應。

E1反應

E1反應是單分子的消去反應,其反應機理如下:

 
單分子消去反應機理
  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

通過研究,E1歷程反應速率只正比於反應物濃度,與催化劑路易斯鹼濃度無關。由於反應中生成碳正離子,有時有可能發生重排生成更為穩定的3°碳正離子,形成相應的不飽和產物。 反應速率:三級碳 > 二級碳 > 一級碳(β碳上帶有推電子基團(如烴基、氨基、羥基等)有利反應的進行)

E1cB歷程

一定條件下,可進行E1cB歷程,生成碳負離子,其反應機理如下:

 
E1cB反應 通式
  1. R-CH2-CH2X + :B → R-CH-CH2X + HB
    氫離子與路易斯鹼脫離生成碳負離子
  2. R-CH-CH2X → R-CH=CH2 + X-
    離去基團消去同時產生碳碳雙鍵

β碳上帶有吸電子基團(如羧基、羰基、鹵原子等)有利反應按E1CB歷程進行

E2反應

E2反應其中有和產生消去反應的分子,是雙分子的消去反應,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,形成過渡態(T.S)
  2. X-R-H…B → R相應不飽和產物 + HB + X-
    C-H鍵斷裂,同時生成碳碳雙鍵

通過研究,E2歷程反應速率正比反應物濃度路易斯鹼濃度。

反應速率:一級碳 > 二級碳 > 三級碳位阻小的有利反應進行)