反式共平面幾何

要讓 E2 順利發生,從一個碳上離去的氫與從相鄰碳上離去的離去基團不能隨便指向任何方向——它們必須背向彼此,沿一條直線、處於碳-碳鍵的相反兩側。沿這條鍵看下去(用紐曼投影),H 在上、離去基團在下,相距180度。這就是反式共平面排布:anti 指相反兩側,periplanar 指兩根鍵大致處於同一平面。

為何如此挑剔?當 H 和離去基團離開時,每個碳都要把自己的一根成鍵軌道轉變成 p 軌道,而這兩個 p 軌道必須側向交疊才能成為新的π鍵。當正在斷裂的 C-H 鍵與 C-離去基團鍵已經平行排好時,它們交疊得最好。反式(180度)幾何優於順式(0度,同側)幾何,因為反式讓鹼、底物上體積大的基團以及離去基團盡可能彼此遠離,從而降低過渡態能量。

這不是吹毛求疵的腳註;它決定產物。在開鏈中,反式共平面的 E2 會給出一個特定幾何(E 或 Z)的烯烴,由哪個構象能達到所需排列來決定。在環上它更是決定性的:在環己烷上,H 和離去基團必須都處於直立鍵(反式雙直立)才能反式共平面,所以一個被鎖定在平伏鍵的取代基根本無法朝那個方向進行 E2——這是一個鮮明的例子:決定消除是否發生、朝哪個方向發生的,是構象,而不僅僅是構造。