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Reacciones de Eliminación

La eliminación puede producirse en medio básico y está siempre en competencia con la sustitución. La proporción de eliminación aumenta utilizando bases fuertes y voluminosas.

Tabla de sustitución frente a eliminación según el grupo saliente (metilo, primario, secundario, terciario) y el carácter nucleófilo y básico del reactivo
Eliminación del 2-bromo-2-metilbutano: con etóxido, 70 % de olefina de Saytzev y 30 % de Hofmann; con terc-butóxido, 27 % y 73 %
Eliminación del 2-bromo-2-metilbutano: olefinas de tipo Saytzev (más sustituida) y Hofmann (menos sustituida)

La base más voluminosa ataca preferentemente a hidrógenos metílicos, que son los más externos y los menos impedidos estéricamente. Esto da lugar a una mayor proporción de la olefina menos estable termodinámicamente.

Este es un caso claro de control cinético vs. termodinámico. Recordemos el símil...

Símil de un hurto frente a un gran robo para explicar el control cinético y el termodinámico
Retrato de Aleksandr Záitsev
Aleksandr Mijáilovich Záitsev

Aleksandr Mijáilovich Záitsev (también escrito como Zaytsev, Saytzeff y Saytzev; 2 de julio de 1841 – 1 de septiembre de 1910) fue un químico ruso. Trabajó en compuestos orgánicos y propuso la regla de Saytzev, que pronostica la composición de los productos de una reacción de eliminación.

August Wilhelm von Hofmann (8 de abril de 1818 – 5 de mayo de 1892) fue un químico alemán.

Retrato de August Wilhelm von Hofmann
August Wilhelm von Hofmann

Recuerda que la eliminación mediante un mecanismo E2 necesita que el grupo saliente y un hidrógeno en el carbono contiguo estén en disposición anti.

Los requerimientos estereoelectrónicos de la eliminación E2 provocan que algunas reacciones sean estereoespecíficas.

Animación de la eliminación E2
Eliminación E2 estereoespecífica: los isómeros (2R,3R) y (2S,3S) del 2-bromo-3-metilpentano dan el (E)-3-metil-2-penteno

Así los isómeros 2R,3R y/o 2S,3S (juntos, como racemato, o cada uno por separado) del 2-bromo-3-metilpentano conducen, por eliminación E2, al isómero E del 3-metil-2-penteno.

Eliminación E2 estereoespecífica: los isómeros (2S,3R) y (2R,3S) del 2-bromo-3-metilpentano dan el (Z)-3-metil-2-penteno

De forma análoga, los isómeros 2S,3R y/o 2R,3S (juntos, como racemato, o cada uno por separado) del 2-bromo-3-metilpentano conducen, por eliminación E2, al isómero Z del 3-metil-2-penteno.

El tratamiento de un alcohol con un ácido mineral a temperatura elevada conduce a la eliminación de agua (deshidratación) y a la formación de un alqueno. La reacción transcurre por un mecanismo E1 y, por tanto, a través del carbocatión. Este puede sufrir transposiciones, conduciendo a una olefina inesperada.

Deshidratación de un alcohol en medio ácido (E1): protonación del OH, pérdida de agua para dar el carbocatión y pérdida de un protón
Reactividad de los alcoholes primarios, secundarios y terciarios frente a nucleófilos fuertes (Br⁻, I⁻) y débiles (Cl⁻, HSO₄⁻)
Deshidratación del terpineol con H₂SO₄: terpinoleno (15 %), limoneno (9 %), α-terpineno (29 %), isoterpinoleno (18 %) y γ-terpineno (15 %)

Una reacción de eliminación importante es la degradación de Hofmann de aminas. Pulsa aquí para refrescar tu memoria.