Eliminacja E1 i E2. Mechanizm. Stereochemia, miejsca tworzenia wiązania  
podwójnego, reguły (Zajcewa, Hofmanna, Bredta). 
Wpływ grupy atakującej i opuszczającej. Wpływ rozpuszczalnika. Zakres stosowalności.  

Reakcje konkurencyjne. 

 

Reakcje eliminacji są to reakcje w wyniku, których podstawione węglowodory nasycone przechodzą 

w alkeny lub alkiny. Eliminacja E1 tak jak w przypadku Sn1 zachodzi jednocząsteczkowo, natomiast E2, 
która jest reakcją konkurencyjną do Sn2 i zachodzi przy uŜyciu dwóch cząsteczek. 
I.

 

Mechanizm 

Ze względu na mechanizm rozróŜniamy 3 typy eliminacji: 

•

 

β-eliminacja polega na oderwaniu się dwóch grup od sąsiadujących atomów węgla, co powoduje 
powstanie między nimi wiązania podwójnego 

 

 

•

 

α-eliminacja polega na oderwaniu się dwóch grup od tego samego atomu węgla i tworzy się 
karben. Cząsteczki te mogą utworzyć wiązania podwójne w wyniku przesunięcia jonu 
wodorowego. 

 

•

 

γ-eliminacja polega na oderwaniu dwóch grup i powstaniu pierścienia trójczłonowego 

 

Ograniczę się jednak do omówienia eliminacji β z udziałem dwóch atomów węgla. 
A) Mechanizm E1 
Reakcja eliminacji E1 jest reakcją dwuetapową i normalnie zachodzi bez obecności zasady. W pierwszym 
etapie powstaje karbokation. Etap ten zachodzi powoli a więc decyduje on o szybkości reakcji. W etapie 
drugim rozpuszczalnik odrywa proton od węgla β karbokationu, następuje przejście pary elektronowej i 
utworzenie podwójnego wiązania. Odłączenie wodoru jest etapem szybkim a więc nie wpływa na szybkość 
reakcji. Na szybkość reakcji ma wpływ równieŜ budowa łańcucha węglowego. Mianowicie wraz ze 
wzrostem rozgałęzienia łańcucha reaktywność rośnie, jest to spowodowane tworzeniem się moŜliwie 
najtrwalszego  
karbokationu. Pierwszy etap jest analogiczny do mechanizmu Sn1. 

 

2

 

Skłonność do eliminacji E1 wykazują głównie trzeciorzędowe halogenopochodne i to wtedy gdy w 
mieszaninie reakcyjnej nie znajdują się silne zasady. 
Dowody istnienia eliminacji jednocząsteczkowej: 
- Reakcja jest pierwszego rzędu w stosunku do substratów  
- Jeśli reakcji ulegają dwie cząsteczki róŜniące się jedynie grupą odchodzącą to szybkości ich reagowania 
powinny być roŜne, gdyŜ zaleŜy to od zdolności cząstek do jonizacji. JeŜeli karbokation juŜ się utworzy to w 
tym samym rozpuszczalniku i w tych samych warunkach powinny zachodzić identycznego jego przemiany. 
Jest to spowodowane brakiem wpływu grupy odchodzącej na drugi etap reakcji. 
- Wiele reakcji prowadzonych w łagodnych warunkach przebiega łatwiej, gdy oderwaniu musi ulec wodór z 
pozycji cis niŜ z pozycji trans 
- Jeśli powstają przejściowo karbokationy, to przy uŜyciu odpowiednich substratów moŜna oczekiwać 
przegrupowań 
B) Mechanizm E2 
Jest eliminacją dwucząsteczkową i obydwie grupy odszczepiają się równocześnie, z tym, Ŝe proton jest 
odciągany przez zasadę.  

 

Reakcja ta zachodzi w jednym etapie i jest drugiego rzędu. Stwierdzono, Ŝe reakcje eliminacji E2 tak jak w 
przypadku Sn2 przebiegają najczęściej stereospecyficznie, co oznacza ze wszystkie pięć zaangaŜowanych 
atomów leŜy w jednej płaszczyźnie, natomiast wodór z grupą odchodzącą muszą być w pozycji trans.  
Dowody istnienia mechanizmu E2: 
- Reakcja jest drugiego rzędu 

 

3

- Eliminacja przebiega w sposób trans, gdy do reakcji weźmiemy związek w konfiguracji treo a z związku 
erytro – cis. Eliminacje E2 w sposób trans zaobserwowano równieŜ w przypadku, gdy dodatnio naładowaną 

grupą nie był proton: 

 

- Eliminacja trans zachodzi równieŜ podczas tworzenia wiązania potrójnego, czego dowodzi reakcja 
izomerów cis i trans kwasu 

COOH

CCl

CH

HOOC

−

=

−

. Wprawdzie z obu powstaje 

COOH

C

C

HOOC

−

≡

−

, jednak izomer trans reaguje ok. 50 razy szybciej od izomeru cis, co dowodzi 

konfiguracji trans i przewagi eliminacji E2. 
II.

 

Miejsce tworzenia wiązania podwójnego. 

W niektórych przypadkach budowa produktu reakcji według mechanizmu eliminacji nie budzi wątpliwości. 
JednakŜe w wielu przypadkach z jednego substratu moŜe powstać cała grupa produktów, na przykład ze 
związku drugorzędowego butylowego moŜe powstać          n-buten lub 2-buten.  

 

Nie jesteśmy jednak skazani na zgadywanie struktury produktów. Istnieje szereg reguł pozwalających 
określić, jaką strukturę będzie posiadać produkt reakcji eliminacji. 
-  Wiązanie podwójne w węglowodorach bicyklicznych nie powstaje przy przyczółkowym atomie węgla. 
Jest to tzw. Reguła Bredta.  

 

4

 

- W reakcji E1 w pierwszej kolejności odrywa się grupa, a następnie tworzy się wiązanie podwójne. Takie 
reakcje biegną zgodnie z regułą Zajcewa, która głosi, Ŝe wiązanie podwójne tworzy się przy atomie węgla, 
który jest najbardziej podstawiony. Zgodnie z tym tworzy się głównie alken zawierający moŜliwie 
największą ilość grup alkilowych przy atomach węgla tworzących podwójne wiązanie. Regule tej nie 
podlegają reakcje eliminacji E2. Istnieją jednak związki, które reagują niezgodnie z regułą Zajcewa ze 
względów przestrzennych. 

 

Reakcja niezgodna z Regułą Zajcewa 

 

 

5

- w reakcji eliminacji E2 niezbędny jest atom wodoru leŜący w pozycji trans wzglądem grupy odchodzącej. 
JeŜeli wodory β znajdują się przy kilku atomach węgla w pozycji trans z grupą odchodzącą to o miejscu 
tworzenia wiązania podwójnego decyduje charakter grupy odchodzącej. Przypuszczalnie jeŜeli grupa 
odszczepiająca się jest naładowana dodatnio to o kierunku eliminacji decyduje kwasowość atomu wodoru. 
Związki te reagują zgodnie z regułą Hofmanna, która głosi, Ŝe w wyniku eliminacji powstaje alken najmniej 
podstawiony. Jest to zgodne ze względną kwasowością wodorów. Jeśli grupa odchodząca nie ma ładunku i 
odszczepia się jako jon ujemny to główny produkt powstaje zgodnie z regułą Zajcewa. 

 

III.

 

Stereochemia 

 

Jeśli jednak halogenek posiada dwa centra chiralności moŜna łatwo wykazać, Ŝe moŜe on istnieć w postaci 
dwóch par enancjomerów, przy czym kaŜda z par jest względem siebie diastereoizomeryczna. W reakcji 
eliminacji E2 z jednej pary enancjomerów powstaje  
tylko cis-alken a z drugiej trans-alken. Reakcja jest całkowicie stereospecyficzna. 

 

6

 

Z tego wynika, Ŝe dwucząsteczkowa reakcja halogenków jest eliminacją anti. W stanie przejściowym atom 
wodoru i grupa opuszczająca są w konformacji antyperiplanarnej, a nie w połoŜeniu wynikającym z 
konformacji synklinarnej. Tak więc z diastereizomeru (1R,2R) lub (1S,2S) powstaje cis a z diastereizomeru 
(1R,2S) lub (1S,2R) powstaje trans-alken.  

 

 

7

 

Ostatnio ustalono, Ŝe reakcje E2 mogą równieŜ zachodzić według mechanizmu eliminacji syn. W stanie 
przejściowym atom wodoru i grupa opuszczająca są w konformacji synklinarnej. Pomimo Ŝe jest to reakcja 
nietypowa dla halogenków alkilów, obserwuje się ją często w przypadku czwartorzędowych soli 
amoniowych a niekiedy takŜe sulfonianów alkilów.  

IV.

 

Reaktywność 

1.

 

Wpływ budowy substratu 
a)

 

Wpływ na aktywność ogólną 

- stabilizować lub destabilizować tworzące się wiązanie podwójne 
- stabilizować lub destabilizować powstający karbokation (nie dotyczy E1) 
- oddziaływać przestrzennie (dotyczy głównie E2) 

 

Takie grupy jak Ar lub C=C zwiększają szybkość reakcji bez względu na jej mechanizm i to 

niezaleŜnie od ich połoŜenia. Grupy przyciągające elektrony zwiększają kwasowość atomów wodoru 
będących przy węglu β natomiast nie wywierają wpływu na atom wodoru przy węglu α, chyba, Ŝe się 
równocześnie sprzęgną z wiązaniem podwójnym.  
Grupy zwiększające szybkość eliminacji E2: Br, Cl, CN, NO

2

.  

b)

 

Wpływ na wzajemny stosunek mechanizmów E1 i E2 

Grupy α arylowe i α alkilowe wpływają na zwiększenie eliminacji E1, poniewaŜ stabilizują kompleks 
aktywny o charakterze karbokationu. Podobnie pod wpływem grup β alkilowych reakcja nabiera cech 
eliminacji E1 ze względu na fakt iŜ grupy te zmieniają kwasowość wodoru β. 
c)

 

Związki zawierające potencjalną grupę odszczepiającą się w przyczółkowym atomie węgla nie 
ulegają eliminacji bez przegrupowania. 

2.

 

Wpływ zasady atakującej 
W reakcji biegnącej wg. E1 dodatek zasady na ogól nie jest potrzebny, bo jej rolę spełnia 
rozpuszczalnik. Wskutek tego dodatek zasady powoduje wzrost udziału eliminacji E2. Im większe jest 
stęŜenie i im jest mocniejsza tym bardziej mechanizm przesuwa się w kierunku eliminacji E2. Reakcje 
E2 najczęściej przeprowadza się z uŜyciem takich zasad jak: 

−

−

−

−

−

−

−

CN

I

LiAlH

CO

NH

OAr

OR

OH

NR

O

H

,

,

,

,

,

,

,

,

,

4

2

3

2

3

2

oraz inne zasady organiczne.  

3.

 

Wpływ grupy odchodzącej 
Grupy odszczepiające się w reakcjach eliminacji: 

E1 

E2 

3

NR

 

3

NR

 

3

SR

 

3

PR

 

+

2

OH

 

3

SR

 

+

OHR

 

+

OHR

 

R

OSO

2

 

R

SO

2

 

OCOR

 

R

OSO

2

 

Cl

 

OCOR

 

Br

 

OOH

 

I

 

OOR

 

 

8

+

2

N

 

F

 

 

Cl

 

 

Br

 

 

I

 

 

CN

 

W reakcjach o znaczeniu preparatywnym są to grupy 

+

2

OH

 (zawsze wg E1) 

Cl

,

Br

, 

I

 i 

3

NR

(zwykle wg 

E2) 
4.

 

Wpływ środowiska  
a)

 

Wpływ rozpuszczalnika na wzajemny stosunek mechanizmów E1 i E2. 

Środowisko bardziej polarne zwiększa szybkość reakcji, w których występują częściowo cząstki jonowe. 
Jeśli grupy odchodzące są nie naładowane to reakcji E1 będzie sprzyjać wzrost polarności rozpuszczalnika 
oraz wzrost jego mocy jonowej. Rozpuszczalnik taki powoduje, Ŝe eliminacja zachodzi głównie regułą 
Hofmanna, a nie regułą Zajcewa. 

b)

 

Wpływ temperatury 

Wzrost temperatury sprzyja bardziej reakcji eliminacji niŜ podstawienia niezaleŜnie czy przebiega wg 
mechanizmu E1 czy E2 

V.

 

Konkurencyjność między reakcjami eliminacji a reakcjami substytucji 

 

Reakcję otrzymywania alkoholi trzeciorzędowych przeprowadza się stosując rozpuszczalnik o duŜej 
polarności i reagent o słabej nukleofilowości. Po prostu przeprowadza się ją przez ogrzewanie substratu z 
wodą do wrzenia. Nawet w takich warunkach wydajność tworzenia alkoholu trzeciorzędowego nie jest duŜa. 
W znacznym stopniu zachodzi reakcja eliminacji gdyŜ związkiem przejściowym jest dość trwały 
karbokation trzeciorzędowy, który moŜe łatwo utracić proton tworząc alken. Aby w tej reakcji uzyskać 
głównie produkt eliminacji naleŜy zastosować rozpuszczalnik o mniejszej polarności i mocną zasadę w 
duŜym stęŜeniu.  

 

 
W reakcji prowadzonej w rozpuszczalniku o małej polarności i z udziałem reagenta nukleofilowego naleŜy 
się spodziewać reakcji substytucji. Alkiny powinny się tworzyć najszybciej z halogenków 
pierwszorzędowych a najwolniej z trzeciorzędowych. Z drugiej strony szybkość z jaką zachodzi reakcja 
eliminacji halogenku alkilu zaleŜy głównie od trwałości utworzonego alkenu. Halogenki trzeciorzędowe 
ulegają najszybciej reakcji eliminacji. Udział reakcji eliminacji wzrasta w miarę, jak struktura halogenku 
zmienia się od pierwszorzędowej poprzez drugorzędową do trzeciorzędowej. 

 

9

 

VI.

 

Podsumowanie 

Typ halogenku 

Sn1 

Sn2 

E1 

E2 

RCH

2

X 

Nie zachodzi 

Uprzywilejowana 

Nie zachodzi 

Zachodzi przy 
uŜyciu silnych 
zasad 

R

2

CHX 

MoŜe zachodzić 
w przypadku 
halogenków 
benzylowych i 
allilowych 

Konkuruje z 
reakcją E2 

MoŜe zachodzić 
w przypadku 
halogenków 
benzylowych i 
allilowych 

Uprzywilejowana 
przy uŜyciu 
silnych zasad 

R

3

CX 

Uprzywilejowana 
w 
rozpuszczalnikach 
hydroksylowych 

Nie zachodzi 

Konkuruje z Sn1 

Uprzywilejowana 
przy uŜyciu zasad 

Pierwszorzędowe halogenki alkilowe 

 

 
 
 
 
 
Drugorzędowe halogenki alkilowe 

 

10

 

Trzeciorzędowe halogenki alkilowe