المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
نظرية زحزحة القارات وحركة الصفائح Plate Tectonic and Drifting Continents
2024-11-24
نظرية ثاني اوكسيد الكاربون Carbon dioxide Theory
2024-11-24
نظرية الغبار البركاني والغبار الذي يسببه الإنسان Volcanic and Human Dust
2024-11-24
نظرية البقع الشمسية Sun Spots
2024-11-24
المراقبة
2024-11-24
المشارطة
2024-11-24


Elimination Reactions of Alcohols  
  
731   10:34 صباحاً   date: 19-9-2018
Author : William Reusch
Book or Source : Virtual Textbook of Organic Chemistry
Page and Part : ............

Elimination Reactions of Alcohols

In the discussion of alkyl halide reactions we noted that 2º and 3º-alkyl halides experienced rapid E2 elimination when treated with strong bases, such as hydroxide and alkoxides. Alcohols do not undergo such base-induced elimination reactions and are, in fact, often used as solvents for such reactions. This is yet another example of how leaving group stability often influences the rate of a reaction.
When an alcohol is treated with sodium hydroxide, the following acid-base equilibrium occurs. Most alcohols are slightly weaker acids than water so the left side is favored.

R–O–H   +   Na(+) OH(–)     R–O(–) Na(+)   +   H–OH

The elimination of water from an alcohol is called dehydration. Recalling that water is a much better leaving group than hydroxide ion, it is sensible to use acid-catalysis rather than base-catalysis to achieve such reactions. Four examples of this useful technique are shown below. Note that hydrohalic acids (HX) are not normally used as catalysts because their conjugate bases are good nucleophiles and may give substitution products. The conjugate bases of sulfuric and phosphoric acids are not good nucleophiles and do not give substitution under the usual conditions of their use.

The first two examples (top row) are typical, and the more facile elimination of the 3º-alcohol suggests predominant E1 character for the reaction. This agrees with the tendency of branched 1º and 2º-alcohols to give rearrangement products, as shown in the last example. The last two reactions also demonstrate that the Zaitsev Rule applies to alcohol dehydrations as well as alkyl halide eliminations. Thus the more highly-substituted double bond isomer is favored among the products.
 

  It should be noted that the acid-catalyzed dehydrations discussed here are the reverse of the acid-catalyzed hydration reactions of alkenes. Indeed, for reversible reactions such as this the laws of thermodynamics require that the mechanism in both directions proceed by the same reaction path. This is known as the principle of microscopic reversibility. To illustrate, the following diagram lists the three steps in each transformation. The dehydration reaction is shown by the blue arrows; the hydration reaction by magenta arrows. The intermediates in these reactions are common to both, and common transition states are involved. This can be seen clearly in the energy diagrams depicted by clicking the button beneath the equations.

Base induced E2 eliminations of alcohols may be achieved if their sulfonate ester derivatives are used. This has the advantage of avoiding strong acids, which may cause molecular rearrangement and / or double bond migration in some cases. Since 3º-sulfonate derivatives are sometimes unstable, this procedure is best used with 1º and 2º-mesylates or tosylates. Application of this reaction sequence is shown here for 2-butanol. The Zaitsev Rule favors formation of 2-butene (cis + trans) over 1-butene.

CH3CH2CH(CH3)–OH CH3SO2Cl

 
CH3CH2CH(CH3)–OSO2CH3 C2H5O(–)Na(+)

 

CH3CH=CHCH3 + CH3CH2CH=CH2 +

CH3SO2O(–) Na(+) + C2H5OH

The E2 elimination of 3º-alcohols under relatively non-acidic conditions may be accomplished by treatment with phosphorous oxychloride (POCl3) in pyridine. This procedure is also effective with hindered 2º-alcohols, but for unhindered and 1º-alcohols an SN2 chloride ion substitution of the chlorophosphate intermediate competes with elimination. Some examples of these and related reactions are given in the following figure. The first equation shows the dehydration of a 3º-alcohol. The predominance of the non-Zaitsev product (less substituted double bond) is presumed due to steric hindrance of the methylene group hydrogens, which interferes with the approach of base at that site. The second example shows two elimination procedures applied to the same 2º-alcohol. The first uses the single step POCl3 method, which works well in this case because SN2 substitution is retarded by steric hindrance. The second method is another example in which an intermediate sulfonate ester confers halogen-like reactivity on an alcohol. In every case the anionic leaving group is the conjugate base of a strong acid.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .