E2消除

想象一场同时发生的拔河。一个碱伸进来,从一个碳上拽走一个氢;就在同一瞬间,相邻碳上的离去基团带着成键电子走掉;而在中间,原本拴住这些原子的两对电子坍缩成一根新的π键。谁也不等谁。这一气呵成、协同发生的事件,就是 E2 消除——E 代表消除(elimination),2 代表双分子。

这个2是有讲究的:决速步涉及两个物种——底物和碱——所以反应总体是二级的:速率 = k[底物][碱]。任一者加倍,速率就加倍。由于一切在一步内完成,既没有碳正离子,也没有可供重排的中间体。但有一个严格的几何要求:正在断裂的 C-H 键与正在断裂的 C-离去基团键,必须大致平行并处于相反两侧——即反式共平面排布——好让正在形成的 p 轨道能交叠成新的π键。这条立体化学要求决定了你得到哪个烯烃、哪个几何异构体。

当你用强碱(氢氧根、烷氧基负离子、氨基负离子)时,E2 是首选的消除方式,且受位阻较小、较易接近的底物以及仲、叔卤代烷青睐。它是 SN2 的近亲兼对手:两者都是协同、双分子,都需要好底物与活泼搭档,但 SN2 进攻碳(取代),E2 进攻β氢(消除)。强而体积大的碱会把天平推向 E2。