反式共平面几何

要让 E2 顺利发生,从一个碳上离去的氢与从相邻碳上离去的离去基团不能随便指向任何方向——它们必须背向彼此,沿一条直线、处于碳-碳键的相反两侧。沿这条键看下去(用纽曼投影),H 在上、离去基团在下,相距180度。这就是反式共平面排布:anti 指相反两侧,periplanar 指两根键大致处于同一平面。

为何如此挑剔?当 H 和离去基团离开时,每个碳都要把自己的一根成键轨道转变成 p 轨道,而这两个 p 轨道必须侧向交叠才能成为新的π键。当正在断裂的 C-H 键与 C-离去基团键已经平行排好时,它们交叠得最好。反式(180度)几何优于顺式(0度,同侧)几何,因为反式让碱、底物上体积大的基团以及离去基团尽可能彼此远离,从而降低过渡态能量。

这不是吹毛求疵的脚注;它决定产物。在开链中,反式共平面的 E2 会给出一个特定几何(E 或 Z)的烯烃,由哪个构象能达到所需排列来决定。在环上它更是决定性的:在环己烷上,H 和离去基团必须都处于直立键(反式双直立)才能反式共平面,所以一个被锁定在平伏键的取代基根本无法朝那个方向进行 E2——这是一个鲜明的例子:决定消除是否发生、朝哪个方向发生的,是构象,而不仅仅是构造。