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SN/E-Konkurrenz - SN1/E1-Konkurrenz

SN / E-Konkurrenz - Einleitung

Bei der Beschreibung der Mechanismen der nucleophilen Substitutionen und β-Eliminierungen wird üblicherweise großer Wert auf die Unterscheidung zwischen unimolekularem und bimolekularem Verlauf des geschwindigkeitsbestimmenden Schrittes, also auf die Unterscheidung zwischen SN1- und SN2- bzw. E1- und E2-Mechanismus, gelegt. Außerdem werden in diesem Zusammenhang die Parameter, die die Reaktionsordnung beeinflussen, in der Regel ausführlich betrachtet.

Warum sind diese Erläuterungen so wichtig?

Sowohl bei nucleophilen Substitutionen als auch bei β-Eliminierungen sind immer prinzipiell beide mechanistischen Verläufe, der uni- und der bimolekulare, denkbar. Dies hat aber erheblichen Einfluss auf die Struktur des gebildeten Produktes. So können die stereochemischen und regiochemischen Ergebnisse der Reaktionen je nach Verlauf des geschwindigkeitsbestimmenden Schrittes stark differieren. Will man ein stereochemisch und regiochemisch genau definiertes Produkt erhalten, ist die Steuerung des mechanistischen Verlaufs von großer Bedeutung. Die für den tatsächlichen mechanistischen Verlauf entscheidenen Parameter sind häufig leicht variierbar, so dass damit ein gutes Instrument zur Verfügung steht, um die Struktur des Produktes zu kontrollieren.

Abb.1
Konkurrenz von Eliminierung und Substitution

Um das Verständnis für Substitutions- und Eliminierungsreaktionen zu erleichtern, werden diese normalerweise zunächst getrennt behandelt. Dabei besteht aber die Gefahr, dass der Eindruck entsteht, es gäbe nur die Konkurrenz zwischen - und SN2- Mechanismus einerseits, sowie zwischen E1- und E2-Mechanismus andererseits. Wählt man unter dieser Voraussetzung z. B. die Parameter einer nucleophilen Substitution so, dass sie nach SN2 ablaufen müsste, kann die Überraschung groß sein, wenn überwiegend Eliminierungsprodukte erhalten werden. Tatsächlich besteht nämlich immer eine Konkurrenz zwischen Substitution und Eliminierung, weil die Edukte einer Substitution meistens auch für den mechanistischen Verlauf einer Eliminierung geeignet sind und umgekehrt. Substitution und Eliminierung führen aber zu völlig unterschiedlichen Produkten. Für das Ergebnis der Reaktion ist somit nicht nur die Steuerung der Reaktionsordnung von großer Bedeutung sondern auch die praktische Differenzierung zwischen Substitution und Eliminierung.

Abb.2
Regiochemie bei der Eliminierung

Die Reaktionsordnung wird bei der Substitution und bei der Eliminierung zumindest zum Teil auf die gleiche Weise beeinflusst, z. B. durch die Wahl des Lösungsmittels oder die Struktur des Eduktes und der Stabilität des potentiell daraus gebildeten Carbenium-Ions. Da u. a. durch diese Parameter die Reaktionsordnung in der Regel bereits weitgehend vorherbestimmt ist, müssen nur noch die Konkurrenzen SN1/E1 und SN2/E2 betrachtet werden.

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