E1和E2消除反应总结

一、消除反应的分类

在一个有机分子中消去两个原子或基团的反应称为消除反应。可以可以根据消去基团的相对位置将其分为α-消除或1,1-消除；β-消除或1,2-消除；γ-消除或1,3-消除；并以此类推。

二、β消除反应的机理

2.1 E1机理

E1机理与SN1机理相似，先失去离去基团(L)生成碳正离子，然后失去β-氢，反应分为两步进行，这种机理就叫做E1机理 。

如图 2所示，第一步是碳溴键异裂产生活性中间体三级丁基碳正离子(这一步是决定反应速率的一步)；第二步是溶剂乙醇中的氧原子作为碱提供一对孤电子与三级丁基碳正离子中甲基上的氢结合。三级丁基碳正离子消除一个质子，形成异丁烯 。

2.2 E2机理

在双分子消除反应中，如图3 所示，亲核试剂夺取卤代烷中的一个β氢一个氢，与此同时反应物的离去基团带着共用电子对离去，他们是逐渐进行的，然后经过一个过渡态，最后旧键完全断裂，新键生成(顺式或反式消除)，生成烯烃。

2.3 E1cb机理

E1cb机理与E1机理不同，虽然都是分两步进行，首先由碱夺取底物离去基团的β-氢生成碳负离子（共轭碱），然后该共轭碱的离去基团离开，生成烯烃。E1cb反应是反式共平面的消除反应。

2.3.1 应用

可用于碳碳双键的保护。再保护碳碳双键时，先将双键用溴加成，生成邻二溴化物，待反应完后，在与碘化物反应，使碳碳双键重新出现。

三、消除反应的取向

3.1 Saytzeff(扎伊采夫)规则

当卤代烃中含有两种不同的β-氢时，在β-消除反应中，主要产物是由含氢较少的β碳提供氢原子形成在不饱和碳原子上有烃基较多的稳定烯烃。

3.2 Hofmann规则

季铵盐和锍盐在碱性介质中，主要生成取代基较少的烯烃，如图5。

四、消除反应的立体化学

4.1 立体选择性

主要是因为两个甲基处于对位时能量低更稳定，为优势构象，以2-溴丁烷为例，得到的消除产物主要为(E)-2-丁烯，而(Z)-2-丁烯很少。

由图2，E2消除反应的机理来看，E2消除通常为反式消除，但在特殊情况下也存在顺式消除生成反Saytzeff(扎伊采夫)规则的产物。

4.2 反应物空间结构的影响

如环卤代 (1S,2S)-1-甲基-2-溴环己烷的消除反应，由于C-C单键的旋转受到环的制约，使2号碳上的β-氢不能与X处于反式共平面的位置，但是此时X能与6号碳原子上的β-氢反式共平面，因此得到反扎伊采夫规则的消除产物。

五、影响消除反应的因素和消除反应与取代反应的竞争

一般来说，反应物的结构，碱的强弱，离去基团的性质，溶剂，温度等为影响反应类型的主要因素。

此外，亲核试剂可以视为碱，碱具有亲核性。因此同一亲核试剂与碱常引起消除反应与氢核取代反应之间的竞争。当试剂进攻α碳原子时。发生的是取代反应，进攻β氢原子时引起的是消除反应。

5.1 反应物结构的影响

一般来讲，卤代烷的α-C上支链增加，不利于取代，而有利于消除反应的进行。

5.2 碱的影响

试剂的碱性越强，越有利于其与β-H原子进行反应，而易发生消除反应。

5.3 溶剂的影响

溶剂极性越强，越有利于取代反应。

5.4 温度的影响

消除反应活化过程需要拉长C-H键，通常比取代反应所需活化能大，且活化能越大。温度系数也越大，越容易受温度的影响，无论是E1机理还是E2机理，升温有利于消除反应，要得到烯烃反应，常在较高温度下进行 。