6.15 : 제거 반응

친핵체는 할로겐화 알킬과 반응하여 할로겐을 대체하여 치환 생성물을 만들어 낼 수 있습니다. 또는 알켄을 형성하기 위해 이웃 탄소의 탈양성자화에 의해 제거 생성물을 제공하는 염기 역할을 할 수도 있습니다. 제거 반응에서 기질은 적어도 하나의 π 결합을 형성하는 인접한 탄소로부터 두 개의 그룹을 잃습니다. 할로겐에 결합된 탄소를 α 탄소라고 하고 인접한 탄소를 β 탄소라고 합니다. 따라서 이러한 반응을 β 제거 또는 1,2-제거 반응이라고 합니다.

친핵체는 양성자에게 전자쌍을 제공함으로써 루이스 염기의 역할을 합니다. 제거 반응을 촉진하는 데 사용되는 일반적인 염기에는 수산화물(OH⁻), 알콕시드(OR⁻) 및 아미드(NH₂⁻)가 포함됩니다. 강염기가 있는 경우, 알킬 할라이드는 β 탄소에서 양성자를 잃고 α 탄소에서 할로겐을 잃어 두 탄소 원자 사이에 π 결합이 형성됩니다.

제거 반응의 메커니즘

제거 반응은 일반적으로 E2 또는 E1 메커니즘을 통해 발생합니다. E2 메커니즘은 단일 공동 단계로 발생합니다. 염기에 의한 β 수소의 추출은 α-탄소-할로겐 결합의 절단을 동반합니다. 따라서 E2 반응은 하나의 전이 상태를 통해 진행됩니다.

E1 반응은 두 단계로 진행됩니다. 먼저, 알킬 할라이드는 이온화되어 탄소양이온 중간체와 할라이드 이온을 형성합니다. 다음으로, 염기에 의한 탄수화물 양이온의 탈양성자화로 인해 π 결합이 생성됩니다. 따라서 E1 반응에서는 탄소양이온 중간체가 하나의 전이 상태를 통해 형성되고, 탈양성자화 단계에서는 두 번째 전이 상태가 존재합니다.

지역 및 입체 선택성

알킬 할라이드가 두 개의 서로 다른 β 탄소를 가질 때 제거 반응은 하나 이상의 알켄을 생성할 수 있습니다. 이러한 경우 자이체브 생성물로 알려진 더 치환된(그리고 가장 안정적인) 알켄이 일반적으로 관찰됩니다. 그러나 어떤 경우에는 덜 치환된 알켄(호프만 생성물)이 얻어집니다. 염기의 선택은 어떤 위치선택적 생성물이 형성되는지 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 제거 반응은 또한 시스-이성질체보다 트랜스-알켄의 형성을 유리하게 하여 이를 입체선택적으로 만듭니다.