
【化】 E-2 mechanism(mechanism of bimolecular elimination)
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【醫】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
element; member; molecule; numerator
【計】 molecusar
【化】 molecule
【醫】 molecule
eliminate; banish; put out; relieve of; remove; resolve; slake; wipe
【計】 blanking; edulcorate
【經】 wipe-out; wipes-out
mechanism
【化】 mechanism
【醫】 mechanism
雙分子消除機理(Elimination Bimolecular,簡稱E2)是有機化學反應中一類協同的消除反應機制。其核心特征為:反應速率同時依賴于底物分子和親核試劑的濃度,且反應通過一步協同過渡态完成氫原子與離去基團的同步脫除,最終形成不飽和鍵(如烯烴或炔烴)。該機理的英文定義可表述為:"a one-step process where bond formation and bond breaking occur simultaneously through a concerted transition state" 。
從分子動力學角度,E2機理包含以下關鍵步驟:
該機理的典型實例為鹵代烷脫鹵化氫生成烯烴,其速率方程可表示為:
$$
text{速率} = k[text{RX}][text{Base}]
$$
該公式印證了雙分子反應的動力學特性。根據IUPAC術語數據庫,E2機理的活化能主要來源于過渡态中部分鍵的斷裂與形成所需的能量補償 。
影響因素包括:
注:參考文獻來源包括:
雙分子消除機理(E2機理)是消除反應的一種重要類型,其核心特征為協同反應過程和二級反應動力學。以下從機理、特點及影響因素三方面進行解釋:
協同過程
堿(如乙氧基負離子)同時進攻底物(如鹵代烴)的β-H,而離去基團(如Br⁻)同步脫離α-C。在此過程中,β-H與α-C-X鍵的斷裂、π鍵的形成一步完成,僅經過一個過渡态,無中間體生成。
立體化學要求
β-H與離去基團需處于反式共平面(anti-periplanar)構象,确保五個相關原子(堿、β-H、α-C、β-C、離去基團)在同一平面内,以形成π鍵。
動力學特征
反應速率與底物和堿的濃度均成正比,速率方程為:
$$v = k[text{底物}][text{堿}]$$
表明其為二級反應。
區域選擇性
遵循Zaitsev規則,優先生成取代基更多、更穩定的烯烴(如取代烯烴而非末端烯烴)。
無重排産物
因無碳正離子中間體,反應過程中不會發生骨架重排。
堿的強度
強堿(如RO⁻)更易奪取β-H,加速E2反應。
底物結構
反應活性順序為:3°鹵代烴 > 2°鹵代烴 > 1°鹵代烴。因過渡态具有類烯烴結構,取代基越多越穩定。
溶劑與溫度
低極性溶劑和高溫有利于E2(減少溶劑化效應,促進協同過渡态形成)。
E2為一步協同反應,而E1分兩步(先離解為碳正離子,再脫質子),且E1速率僅與底物濃度相關。
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