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Tutorial MenueSubstitution und EliminierungLerneinheit 5 von 6

SN/E-Konkurrenz - SN1/E1-Konkurrenz

SN1 / E1-Konkurrenz - Einleitung

Die SN1/E1-Konkurrenz unterscheidet sich schon insofern grundsätzlich von der SN2/E2-Konkurrenz, als dass der erste mechanistische Schritt, die Bildung des Carbenium-Ions, bei der E1-Eliminierung und der SN1-Reaktion völlig identisch ist. Zur eigentlichen SN1/E1-Konkurrenz kommt es erst durch die mechanistischen Alternativen im Anschluss an die Bildung des Carbenium-Ions. Auch in der SN1/E1-Konkurrenz gilt die prinzipielle Bifunktionalität des eingesetzten Nucleophils, das entweder in einer E1-Eliminierung das β-Proton des Carbenium-Ions abstrahieren oder in einer SN1-Reaktion als Nucleophil in das Carbenium-Ion eintreten kann.

Im Gegensatz zur SN2/E2-Konkurrenz ist die Entwicklung der Reaktionsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Substratstruktur für die E1- und SN1-Reaktion nicht entgegengesetzt sondern ähnlich. Sowohl SN1-Reaktionen als auch E1-Eliminierungen laufen mit primären Hetero-Alkyl-Verbindungen nur sehr langsam, so dass sie in der Regel von den bimolekularen Mechanismen praktisch völlig verdrängt werden. Mit tertiären Hetero-Alkyl-Verbindungen verlaufen beide unimolekularen Reaktionen dagegen am schnellsten.

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Abb.1

Primär

α-C-Atom in grün

Abb.2

Sekundär

α-C-Atom in grün

Abb.3

Tertiär

α-C-Atom in grün

Abb.4
kE1
Abb.5
kSN1

Die Ursache für die gleichsinnige Abhängigkeit der Geschwindigkeit der SN1- und E1-Reaktion von der Substratstruktur ist der in beiden Fällen identische geschwindigkeitsbestimmende Schritt, die Bildung des Carbenium-Ions. Da die positive Ladung des Carbenium-Ions durch Alkylsubstituenten stabilisiert wird, ist die Aktivierungsenergie zur Bildung tertiärer Carbenium-Ionen kleiner als zur Bildung sekundärer oder gar primärer Carbenium-Ionen. Die Reaktionsgeschwindigkeit für tertiäre Hetero-Alkyl-Verbindungen ist daher größer als für sekundäre und primäre.

Abb.6
E1- und SN1-Mechanismus

Welche Reaktion im Anschluss an die Bildung des Carbenium-Ions folgt, eine E1-Eliminierung oder eine SN1-Reaktion, wird in erster Linie durch zwei Faktoren bestimmt, die Eigenschaften des verwendeten Nucleophils und die Reaktionstemperatur.

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