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Eliminierung und deren 3D-Visualisierung

Eliminierung

In einer Eliminierungsreaktion werden aus einem Molekül zwei Gruppen (Atome, Ionen, Moleküle) abgespalten, ohne dass andere Gruppen an ihre Stelle treten. In den meisten Fällen befinden sich die abzuspaltenden Gruppen an zwei benachbarten Kohlenstoff-Atomen, so dass eine Doppel- oder Dreifachbindung entsteht. Die betreffenden Kohlenstoff-Atome werden als α- bzw. β-Atom bezeichnet, diese Variante der Eliminierung heißt 1,2-Eliminierung oder β-Eliminierung.

Abb.1
Reaktionsschema
Abb.2
Beispiel: Dehydratisierung von 1-Butanol zu 1-Buten

Bei der α-Eliminierung (1,1-Eliminierung) werden beide Gruppen von dem gleichen Kohlenstoff-Atom abgespalten und es entsteht ein Carben. Im seltenen Fall der γ-Eliminierung erfolgt die Abspaltung zweier Reste vom α- und γ-Atom unter Entstehung eines Cyclopropan-Derivats.

Grundsätzlich gibt es für eine 1,2-Eliminierung zwei mechanistische Möglichkeiten: Die Abspaltung der Gruppen erfolgt mehr oder weniger gleichzeitig oder aber nacheinander. Werden beide Bindungen gleichzeitig gespalten, so handelt es sich um eine E2-Eliminierung. Erfolgt hingegen die Abspaltung beider Gruppen nacheinander, so spricht man von einer E1-Eliminierung.

Die häufigste Nebenreaktion bei der Eliminierung ist die nucleophile Substitution durch die verwendete Base oder das nucleophile Lösungsmittel. Vor allem die E1-Eliminierung konkurriert stark mit der SN1 -Reaktion, da sie über die gleiche Zwischenstufe - das Carbenium-Ion - verläuft. E2- und SN2 -Reaktion laufen ebenfalls nebeneinander ab, sie unterscheiden sich jedoch im Angriff der Base: Bei der Eliminierung greift die Base am H-Atom an, bei der Substitution am C-Atom. Deshalb kann man in diesem Fall den Reaktionsverlauf besser steuern als bei der E1-Eliminierung. Wie stark die Eliminierung mit der Substituion konkurriert, hängt von den Reaktionsbedingungen, der Struktur des Substrates und der Base ab.

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