SN1, SN2, E1 или E2: как выбрать механизм реакции

Возьмём 2-бромбутан. С метилтиолятом натрия он даёт сульфид, с этилатом натрия при нагревании — бут-2-ен, с трет-бутилатом калия — уже в основном бут-1-ен, а в чистом этаноле медленно превращается в смесь простого эфира и алкена. Вещество одно, и исход зависит от того, какой из четырёх механизмов окажется быстрее: S_N1, S_N2, E1 или E2.

Выбор кажется трудным, потому что факторов много и их обычно перечисляют все сразу. Почти всегда хватает двух вопросов: что за реагент и какой субстрат. Ниже объяснено, почему этого достаточно, а затем тот же порядок рассуждений применён к 38 реакциям, от простых до тех, где правило даёт сбой. Сами механизмы подробно разобраны в статье «Нуклеофильное замещение и отщепление», здесь главное — выбор между ними.

• 1. Четыре механизма
• 2. Почему хватает двух вопросов
• 3. Шаг 1: что за реагент
• 4. Шаг 2: какой субстрат
• 5. Порядок действий
• 6. Метильные и первичные субстраты: примеры 1–10
• 7. Вторичные субстраты: примеры 11–22
• 8. Третичные субстраты: примеры 23–29
• 9. Спирты: примеры 30–35
• 10. Какой алкен получится: примеры 36–37
• 11. Температура и растворитель
• 12. Откуда взялись эти правила
• 13. Типичные ошибки
• 14. Частые вопросы
• 15. Что нужно знать к ЕГЭ
• 16. Для олимпиад
• 17. Задания с разбором

1. Четыре механизма

Во всех четырёх реакциях участвует субстрат, в котором атом углерода связан с уходящей группой X. Чаще всего это галоген, реже тозилат (OTs) или протонированная гидроксильная группа. Атом углерода, несущий X, называют α-атомом, соседние с ним — β-атомами. Связь C–X полярна: на α-атоме частичный положительный заряд, а X способна уйти с парой электронов связи.

Дальше возможны два исхода. При замещении на место X становится другая группа. При отщеплении, или элиминировании, уходят X и атом водорода от β-атома, а между α- и β-атомами возникает двойная связь. Буквы в названиях это и обозначают: S от substitution, E от elimination, N от nucleophilic. Цифра показывает, сколько частиц участвует в самой медленной стадии: две или одна [12].

S_N2: нуклеофил вытесняет бром за одну стадию

E2: основание отрывает протон, бром уходит в той же стадии

S_N1 и E1, общая первая стадия: ионизация

S_N1: вода присоединяется к катиону, затем теряет протон

E1: катион теряет протон соседнего атома углерода

Схемы удобно читать парами. В S_N2 и E2 реагент действует в той же стадии, где уходит X, поэтому скорость пропорциональна и концентрации субстрата, и концентрации реагента. В S_N1 и E1 сначала сама по себе рвётся связь C–X и образуется карбокатион, и только потом он реагирует. Скорость определяется первой стадией, так что от реагента она не зависит. S_N1 и E1 различаются лишь судьбой катиона: присоединит он нуклеофил или потеряет протон.

2. Почему хватает двух вопросов

Первый вопрос — сильный ли реагент. Отсюда сразу понятно, какая пара механизмов возможна. Ионизация связи C–X в органическом растворителе идёт медленно: нужно разорвать связь и разделить заряды. Если реагент способен атаковать субстрат напрямую, он успеет раньше, чем образуется катион. Если реагент слабый, прямая атака идёт очень медленно, и единственным заметным путём остаётся ионизация. Поэтому:

• сильный реагент (хороший нуклеофил или сильное основание) ведёт к паре S_N2 и E2;
• слабый реагент (вода, спирт, карбоновая кислота) ведёт к паре S_N1 и E1.

Второй вопрос — какой субстрат. Он выбирает механизм внутри пары и отсекает невозможное. Первичный катион слишком неустойчив, и у первичных субстратов нет S_N1 и E1. Третичный атом углерода закрыт с тыла тремя группами, и у третичных субстратов нет S_N2.

Внутри сильной пары конкуренция объясняется геометрией. Нуклеофилу надо подойти к атому углерода с тыла, вглубь молекулы, а основание забирает атом водорода, который находится на её поверхности. Чем больше групп вокруг α-атома и чем крупнее сам реагент, тем труднее первому и тем меньше это мешает второму. Вот доля алкена в реакции бромидов с этилат-ионом в этаноле [3]:

• бромэтан (55 °C): 1 %;
• 1-бромпропан (55 °C): 9 %;
• 2-бромпропан (25 °C): 80 %;
• 2-бром-2-метилпропан (25 °C, этилат 1 моль/л): 91 %.

Вторичный и третичный бромиды здесь взяты при более низкой температуре, чем первичные. Нагревание увеличило бы долю алкена ещё сильнее, так что разница между классами на самом деле больше, чем в этих числах. Скачок между первичным и вторичным субстратом и есть главное, что нужно запомнить: замена одного атома водорода на метильную группу меняет главный продукт.

3. Шаг 1: что за реагент

Частицу оценивают по двум свойствам. Основность показывает, насколько охотно частица отнимает протон, и измеряется термодинамически: чем слабее сопряжённая кислота, то есть чем больше её pK_a, тем сильнее основание. Нуклеофильность показывает, как быстро частица атакует атом углерода, и это уже кинетика. Оба свойства требуют свободной пары электронов, поэтому часто идут вместе, но не всегда.

Числа в таблице округлены и относятся к воде [1, 5]. Практическая граница такая: реагенты со значением pK_a сопряжённой кислоты около 15 и выше работают как сильные основания, а реагенты слабее ацетат-иона дают у вторичных субстратов мало отщепления [5]. Промежуточные цианид и тиолят у первичных и вторичных субстратов ведут себя как нуклеофилы.

Лучше всего разницу показывает пара CH₃S⁻ и CH₃O⁻. В реакции с 2-бромпропаном в метаноле метилтиолят примерно в 100 раз более сильный нуклеофил, а метилат примерно в миллион раз более сильное основание [5]. Атом серы крупнее кислорода, его внешние электроны удерживаются слабее и легче смещаются навстречу атому углерода, то есть он более поляризуем. Прочность же связи с протоном у кислорода больше. Поэтому тиоляты дают замещение там, где алкоголяты дают отщепление.

Размер частицы решает третью задачу. Атом кислорода трет-бутилат-иона окружён тремя метильными группами. Основание он сильное, почти такое же, как этилат, но подобраться к атому углерода ему трудно. Так же устроены диизопропиламид лития (LDA) и основание Хюнига (диизопропилэтиламин, DIPEA). Гидрид натрия NaH — особый случай: это сильное основание, и образующийся водород уходит из смеси, но как нуклеофил в реакциях с галогеналканами гидрид-ион почти не работает.

DBU (1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен) по шкале pK_a заметно слабее алкоголятов. В таблице он стоит среди средних оснований, но заряда у него нет, атом азота загорожен, а при нагревании он хорошо отщепляет галогеноводороды, и химики используют его именно для этого. Поэтому в практических схемах его относят к объёмным основаниям.

Катионы Na⁺ и K⁺ в этих реакциях не участвуют и лишь уравновешивают заряд. Поэтому смотреть надо на анион: NaCN, KCN и другие цианиды считаются одним реагентом.

4. Шаг 2: какой субстрат

Класс субстрата определяют по α-атому: сколько атомов углерода с ним связано. Галогенметан CH₃X стоит отдельно, потому что у него нет β-атома и отщепление невозможно. Сведём оба шага вместе.

То же в виде таблицы, где строка — субстрат, столбец — реагент:

Несколько клеток стоит пояснить сразу.

• Первичный субстрат и слабый реагент. Катион не образуется, а вода и спирт для S_N2 слишком слабы. Реакция идёт, но очень медленно. На практике это значит, что с первичным субстратом надо брать хороший нуклеофил.
• Вторичный субстрат и этилат. Здесь главная ловушка: правило «сильный нуклеофил даёт S_N2» не работает, потому что этилат также сильное основание. Получается в основном алкен.
• Третичный субстрат и хороший нуклеофил. S_N2 исключён. Если анион не основный (Cl⁻, Br⁻, N₃⁻), идёт S_N1. Если заметно основный (CN⁻, RS⁻), может пойти E2: цианид превращает третичный бромид в алкен [5].
• Бензильные и аллильные субстраты. Соседнее кольцо или двойная связь стабилизируют и катион, и переходное состояние S_N2 за счёт сопряжения. Поэтому они быстро реагируют по обоим путям замещения, а механизм зависит от реагента.

5. Порядок действий

Практически задачу удобно решать так. Первые два пункта занимают секунды, но они отсекают большую часть вариантов.

В схемах ниже над стрелкой указан реагент, под стрелкой условия. Растворители записаны международными сокращениями: DMSO — диметилсульфоксид (ДМСО), DMF — диметилформамид (ДМФА), THF — тетрагидрофуран (ТГФ). Буква t означает нагревание. Проценты взяты из опубликованных опытов, и условия указаны рядом. Там, где чисел нет, показан главный продукт.

6. Метильные и первичные субстраты

Здесь выбор проще всего: катион не образуется, поэтому остаются только S_N2 и E2, и E2 становится главным лишь при объёмном основании.

Пример 1. 1-Бромбутан и цианид натрия в ДМСО

Реагент: цианид-ион, хороший нуклеофил, основание средней силы. Субстрат: первичный. Вывод: S_N2. Углеродная цепь удлиняется на один атом, получается пентаннитрил. ДМСО не образует водородных связей с анионом, поэтому цианид-ион остаётся активным.

Пример 2. 1-Бромпропан и этилат натрия

Реагент: сильное основание небольшого размера, он же хороший нуклеофил. Субстрат: первичный. Вывод: S_N2, главный продукт — 1-этоксипропан, и лишь 9 % приходится на E2 [3]. Сильное основание само по себе отщепление не гарантирует: важно ещё, есть ли у нуклеофила свободный подход к атому углерода. Эта реакция — классический синтез простых эфиров по Вильямсону.

Пример 3. 1-Бромбутан и трет-бутилат калия

Реагент: сильное объёмное основание. Субстрат: первичный, тот же класс, что в примере 2. Вывод: главным становится E2 и бут-1-ен. Сменился только реагент, а исход обратный: подойти к атому углерода с тыла трет-бутилату трудно, а атом водорода доступен. Примесь эфира показывает, что S_N2 всё же идёт, просто медленнее.

Пример 4. Бромэтан в воде при комнатной температуре

Реагент: слабый нуклеофил, слабое основание. Субстрат: первичный. Вывод: S_N1 и E1 невозможны, а для S_N2 и E2 реагент слишком слаб. Реакция идёт очень медленно. Именно поэтому для гидролиза первичных галогеналканов берут водный раствор щёлочи: гидроксид-ион реагирует по S_N2 несравненно быстрее воды.

Пример 5. Иодметан и трет-бутилат калия

Реагент: сильное объёмное основание. По общему правилу следовало бы ждать E2. Субстрат: CH₃I. Вывод: у этого субстрата нет β-атома, и отщепляться нечему. К тому же метильный атом углерода открыт со всех сторон, так что даже объёмный реагент к нему подходит. Получается 2-метил-2-метоксипропан по S_N2. Вот почему второй пункт порядка действий, проверка на β-водород, стоит раньше оценки реагента.

Пример 6. Бензилбромид в этаноле

Реагент: слабый. Субстрат: формально первичный, но с соседним бензольным кольцом. Положительный заряд катиона C₆H₅CH₂⁺ распределён по кольцу, и такой катион гораздо устойчивее обычного первичного. Вывод: сольволиз идёт, продукт — бензилэтиловый эфир. Механизм здесь пограничный: в сильно ионизирующих растворителях он ближе к S_N1, а в менее полярных заметен вклад S_N2 с участием растворителя. На ответ это не влияет. Алкена не будет: на β-атоме, входящем в кольцо, нет подходящего атома водорода, а двойная связь разрушила бы ароматичность.

Пример 7. 1-Бром-2,2-диметилпропан: первичный, но особый

Субстрат: неопентильный. Атом углерода первичный, однако рядом с ним трет-бутильная группа, и она закрывает подход с тыла: S_N2 здесь примерно в 100 тысяч раз медленнее, чем у бромэтана [2]. Элиминировать тоже нечего: на β-атоме нет водорода. Вывод: с этилатом реакция почти не идёт. При долгом нагревании в этаноле бромид уходит вместе со сдвигом метильной группы к соседнему атому, и образуется третичный катион. Отсюда перестроенные продукты: 2-метил-2-этоксибутан и 2-метилбут-2-ен. Класс субстрата определяется не только α-атомом: β-разветвление тоже мешает.

Пример 8. 4-Бромбутан-1-ол и гидрид натрия

Реагент: NaH отнимает протон от гидроксильной группы, и в той же молекуле появляется алкоголят. Субстрат: первичный бромид в четырёх атомах от кислорода. Вывод: внутримолекулярная S_N2, тот же синтез Вильямсона, только реагент и субстрат — одна частица. Пятичленный цикл замыкается быстро, поскольку реагирующие атомы всегда рядом. Получается тетрагидрофуран.

Пример 9. Аллилбромид и водный раствор щёлочи

Реагент: гидроксид-ион. Субстрат: первичный аллильный. Вывод: S_N2, причём быстрее, чем у насыщенного 1-бромпропана: π-связь сопрягается с реагирующим центром и понижает энергию переходного состояния [1]. Продукт — аллиловый спирт.

Пример 10. 1-Бромоктан и DBU при нагревании

Реагент: объёмное незаряженное основание. Субстрат: первичный. Вывод: E2, окт-1-ен. Так получают концевые алкены из первичных бромидов. Спиртовая щёлочь для этого подходит хуже, что и видно из примера 2.

7. Вторичные субстраты

Самый трудный класс: здесь возможны все четыре механизма, поэтому реагент решает больше всего. Простое правило: хороший нуклеофил и слабое основание дают S_N2, сильное основание даёт E2, слабый реагент — медленную смесь S_N1 и E1.

Пример 11. 2-Бромпропан и этилат натрия

Реагент: сильное основание. Субстрат: вторичный. Вывод: E2 главный, S_N2 побочный: 80 % пропена и 20 % эфира уже при 25 °C [3]. Сравните с примером 2: реагент тот же, а доля алкена у первичного бромида была 9 %. С хорошим выходом этилизопропиловый эфир из этих веществ не получить.

Пример 12. Тот же бромид и метилат в ДМСО

В ДМСО доля алкена доходит до 97 % [9]. Метилат-ион в этом растворителе не окружён водородными связями и становится намного более сильным основанием. Поэтому полярный апротонный растворитель склоняет реакцию к S_N2 только при слабоосновных нуклеофилах. Подробнее об этом в разделе о растворителях.

Пример 13. Тот же бромид и метилтиолят натрия

Реагент: очень хороший нуклеофил, основание намного слабее метилата. Вывод: S_N2, продукт — изопропилметилсульфид. Вещество то же, растворитель такой же протонный, как в примере 11, и всё-таки вместо алкена получается продукт замещения. Это самый наглядный пример того, что решает природа реагента.

Пример 14. (R)-2-Бромбутан и азид натрия

(R)-2-бромбутан → (S)-2-азидобутан

Реагент: азид-ион N₃⁻ — линейная небольшая частица, хороший нуклеофил, очень слабое основание. Субстрат: вторичный. Вывод: S_N2. Нуклеофил подходит со стороны, противоположной атому брома, и конфигурация обращается: из (R)-бромида получается (S)-азид. Старшинство заместителей здесь то же самое (N или Br, затем этил, метил, водород), поэтому и буква меняется вместе с расположением групп. Так бывает не всегда: буква может остаться прежней, если изменился порядок старшинства.

Пример 15. 2-Бромпентан и ацетат натрия в ДМФА

Реагент: ацетат-ион, слабое основание, нуклеофил средней силы. В воде и спиртах он сильно сольватирован и малоактивен, а в ДМФА реагирует заметно лучше. Вывод: S_N2, сложный эфир. Гидролизом такого эфира можно затем получить спирт. Такой двухстадийный путь выгоднее прямой реакции вторичного бромида со щёлочью, где большая часть вещества ушла бы в алкен.

Пример 16. 2-Бромбутан и спиртовая щёлочь

Реагент: гидроксид-ион в этаноле, сильное основание. Вывод: E2. Теперь у задачи появляется вторая часть: какой алкен получится. Атомы водорода могут уйти с двух β-атомов. Более замещённый бут-2-ен образуется примерно вчетверо охотнее, чем бут-1-ен (правило Зайцева), причём транс-изомер примерно вшестеро преобладает над цис-изомером [5]. В переходном состоянии уже намечается двойная связь, поэтому более устойчивому алкену соответствует и более низкий барьер. Если бы всё решал только случай, соотношение бут-1-ена и бут-2-ена отражало бы число атомов водорода, то есть было бы 3 : 2 [5].

Пример 17. 2-Бромбутан и трет-бутилат калия

Основание стало объёмным, и доля бут-1-ена выросла примерно с 20 % до 53 % [10]. Атомы водорода метильной группы находятся на краю молекулы, и основанию до них проще дотянуться. Обратите внимание: выбор здесь вовсе не абсолютный. Трет-бутилат сдвигает соотношение, но бут-2-ены всё равно составляют почти половину. Говорить «объёмное основание даёт только продукт Гофмана» неверно.

Пример 18. Бромциклогексан и этилат натрия

Субстрат: вторичный, в цикле. Атака с тыла здесь особенно затруднена: ей мешают аксиальные атомы водорода кольца. Вывод: E2, циклогексен практически без продукта замещения. Этот результат полезно запомнить: если из циклогексильного бромида нужен эфир или спирт, этилат и щёлочь не подходят.

Пример 19. 2-Бромбутан в этаноле без основания

Реагент: слабый. Субстрат: вторичный. Вывод: медленный сольволиз со смесью продуктов замещения и отщепления. Вторичный катион устойчив намного меньше третичного, поэтому на практике механизм часто пограничный: растворитель помогает уходу бромид-иона, и катион не успевает стать вполне свободным. В учебных задачах такую реакцию относят к паре S_N1 и E1. В синтезе этих условий избегают.

Пример 20. 2-Бром-3-метилбутан в этаноле

вторичный катион переходит в третичный: атом водорода перемещается с парой электронов

главные продукты: 2-метил-2-этоксибутан и 2-метилбут-2-ен

Реагент: слабый. Субстрат: вторичный, но рядом третичный атом углерода. Вывод: путь через катион, и катион успевает перестроиться. Атом водорода с парой электронов сдвигается с соседнего атома (гидридный сдвиг), и вторичный катион становится третичным. Этанол присоединяется уже к этому центру, поэтому группа C₂H₅O оказывается у другого атома, не там, где был бром. Такой результат однозначно указывает на катион.

Пример 21. Тот же бромид и этилат натрия

Реагент: сильное основание. Вывод: E2. Катиона нет, поэтому и сдвигать нечего: двойная связь образуется там, где находился атом брома, а именно между C-2 и C-3. Получается более замещённый алкен, 2-метилбут-2-ен. Если нужно избежать перегруппировок, условия выбирают такие, где катион не возникает.

Пример 22. 1-Бром-1-фенилэтан: три реагента, три механизма

Субстрат: вторичный бензильный. Катион хорошо стабилизирован кольцом, но и подход с тыла ещё возможен. Поэтому здесь реализуются сразу три пути. В этаноле — сольволиз по S_N1. С азидом натрия в ДМФА — S_N2. С этилатом при нагревании — E2 и стирол: двойная связь образует сопряжённую систему с кольцом, что выгодно. Если исходный бромид был оптически активным, в первой реакции получится почти рацемат, а во второй — один энантиомер с обращённой конфигурацией.

8. Третичные субстраты

S_N2 здесь выбывает, и выбор простой: сильное основание даёт E2, слабый реагент — смесь S_N1 и E1, а ненуклеофильные кислоты при нагревании дают в основном алкен.

Пример 23. 2-Бром-2-метилпропан в этаноле

Реагент: слабый, это сам растворитель. Субстрат: третичный. Вывод: ионизация, а затем у катиона выбор: присоединить молекулу этанола (81 %) или отдать протон (19 %) [3]. Соотношение определяется только после общей медленной стадии, поэтому оно почти не меняется по ходу реакции [4]. В воде результат похожий: 2-метил-2-хлорпропан в 80-процентном водном этаноле при 25 °C даёт 83 % спирта и 17 % алкена [4].

Пример 24. Тот же бромид и этилат натрия

Основание пришло, и механизм сменился: E2 и 91 % алкена при концентрации 1 моль/л [3]. Как именно это происходит, видно из таблицы. Скорость E2 растёт с концентрацией этилата, а скорость ионизации от неё не зависит, поэтому при добавлении основания один механизм постепенно вытесняет другой.

В чистом этаноле — только S_N1 и E1. Уже при 0,05 моль/л алкена почти половина, при 1 моль/л работает в основном E2, а 7–9 % продукта замещения образуются параллельно через катион [3]. Эта таблица полезна и тем, что показывает: границы между механизмами плавные, и деление на клетки таблицы всегда условно.

Пример 25. 2-Бром-2-метилбутан: сравнение трёх условий

в этаноле: S_N1 и E1

с этилатом: E2

с трет-бутилатом: E2

Один рисунок показывает всё, что касается третичных субстратов.

• В этаноле идут S_N1 и E1: 64 % эфира и 36 % алкенов, причём алкены образуются в соотношении 82 : 18 в пользу более замещённого [3].
• С этилатом идёт E2: замещения почти нет, 72 % 2-метилбут-2-ена [3].
• С трет-бутилатом тоже E2, но главным становится менее замещённый алкен, 2-метилбут-1-ен: 72 % [10].

Атомы водорода группы CH₂ загорожены соседними группами, поэтому объёмному основанию выгоднее атаковать метильную группу.

Пример 26. 2-Бром-2-метилпропан и цианид натрия

Реагент: в примере 1 цианид был нуклеофилом. Субстрат: третичный, тыл закрыт. Вывод: цианид работает как основание, и получается 2-метилпропен [5]. Поэтому трет-бутилцианид из трет-бутилбромида и цианида натрия не получить. Правило «цианид даёт нитрил» работает только у первичных и вторичных субстратов.

Пример 27. 2-Метилпропан-2-ол и соляная кислота

Реагент: кислота протонирует гидроксильную группу, и уходит вода. Хлорид-ион — нуклеофил и практически не основание. Субстрат: третичный. Вывод: S_N1, причём реакция идёт уже при встряхивании с концентрированной кислотой при комнатной температуре. Этот опыт часто ставят в лабораторном практикуме, и по той же причине работает проба Лукаса на третичные спирты.

Пример 28. Оптически активный бромид в водном ацетоне

(S)-3-бром-3-метилгексан → смесь (S)- и (R)-3-метилгексан-3-ола

Реагент: вода. Субстрат: третичный и хиральный. Вывод: S_N1 через плоский карбокатион, к которому вода может подойти с двух сторон. Получается смесь двух энантиомеров. Полного равенства обычно нет: уходящий бромид-ион какое-то время остаётся рядом и частично прикрывает свою сторону, поэтому продукт с обращённой конфигурацией образуется чуть больше. Упрощённое слово «рацемат» надо понимать как «почти рацемат».

Пример 29. 1-Бром-1-метилциклогексан и три реагента

В метаноле идут S_N1 и E1 со смесью эфира и алкена. С этилатом идёт E2, и получается более замещённый 1-метилциклогексен. С трет-бутилатом заметно растёт доля менее замещённого алкена с двойной связью вне кольца, метиленциклогексана: основанию проще оторвать протон метильной группы, чем подобраться к атому водорода кольца.

9. Спирты

Гидроксид-ион — очень плохая уходящая группа, поэтому спирт сам по себе не реагирует ни с бромидом, ни с цианидом. Сначала группу OH надо подготовить. В кислоте она превращается в –OH₂⁺, и уходит уже нейтральная молекула воды. Либо спирт переводят в тозилат или в галогенид. После этого рассуждаем как обычно.

Пример 30. Этанол и серная кислота при двух температурах

Субстрат: первичный, катион не образуется, а вода в кислоте — хорошая уходящая группа. Нуклеофилом служит другая молекула этанола. При 140 °C идёт S_N2 и образуется диэтиловый эфир. При 170 °C протон отрывается от β-атома (E2), и получается этилен. Это наглядный пример влияния температуры: реагенты те же, а главный продукт другой. Так выглядит общее правило: нагревание усиливает отщепление.

Пример 31. Бутан-1-ол и бромоводород

Реагент: кислота протонирует спирт, а бромид-ион — хороший нуклеофил и очень слабое основание. Субстрат: первичный. Вывод: S_N2, 1-бромбутан. Алкена почти нет, потому что в смеси нет сильного основания.

Пример 32. Циклогексанол и фосфорная кислота

Реагент: кислота, анион которой — очень слабый нуклеофил. Субстрат: вторичный. Вывод: E1, циклогексен. Продукт кипит ниже спирта и отгоняется по ходу реакции, что смещает равновесие. Серная и фосфорная кислоты дают алкены, потому что в смеси нет хорошего нуклеофила: катиону остаётся только потерять протон. HBr с тем же спиртом дала бы бромид.

Пример 33. 3,3-Диметилбутан-2-ол и серная кислота

Субстрат: вторичный, а рядом четвертичный атом углерода. Водорода, который мог бы сдвинуться, у него нет, поэтому сдвигается метильная группа, и катион становится третичным. Затем катион теряет протон, и главным становится 2,3-диметилбут-2-ен с тетразамещённой двойной связью. Углеродный скелет изменился, и этого нельзя объяснить без катиона.

Пример 34. Спирт, тозилат и нитрил

(R)-бутан-2-ол → (R)-тозилат → (S)-2-метилбутаннитрил

Чтобы превратить спирт в нитрил с предсказуемой конфигурацией, кислотные условия не подходят: они дадут катион. Спирт сначала обрабатывают тозилхлоридом в пиридине. Связи при стереоцентре при этом не затрагиваются, конфигурация сохраняется. Тозилат-ион уходит не хуже бромид-иона, и дальше цианид в ДМСО реагирует по S_N2 с обращением конфигурации. Два шага дают чистый продукт с известным стереоцентром.

Пример 35. 3-Метилбутан-2-ол: HBr или PBr₃

С бромоводородом путь идёт через катион со сдвигом гидрида, и бром оказывается у третичного атома: 2-бром-2-метилбутан. Трибромид фосфора катиона не создаёт: группа OH превращается в хорошую уходящую группу, и бромид-ион замещает её с тыла. Бром остаётся у прежнего атома. Подробно об этом в статье «SOCl₂ и PBr₃».

10. Какой алкен получится

Когда механизм выбран как E2, остаётся определить продукт. У E2 есть геометрическое условие: связь C–H и связь C–X должны лежать в одной плоскости и смотреть в противоположные стороны. Такое расположение называют антиперипланарным. Только тогда орбитали связей C–H и C–X правильно перекрываются при образовании π-связи.

Пример 36. Почему из 2-бромбутана образуется транс-алкен

H и Br антиперипланарны: получается (E)-бут-2-ен

В проекции Ньюмена видно, что атом брома и уходящий атом водорода направлены строго вверх и вниз. При этом две метильные группы лежат по разные стороны. Такой конформер устойчивее того, где метильные группы рядом, и через него быстрее образуется (E)-бут-2-ен. Отсюда преобладание транс-изомера в примере 16.

Пример 37. Ментилхлорид и неоментилхлорид

неоментилхлорид: хлор аксиален, у обоих соседних атомов есть аксиальный водород

ментилхлорид: нужна невыгодная форма кресла, а у соседнего C-2 аксиальна изопропильная группа

Это один из самых красивых примеров во всей теме: два диастереомера различаются только положением атома хлора, а результат разный [7]. В циклогексане антиперипланарными могут быть только две аксиальные связи, направленные в разные стороны.

• Неоментилхлорид. В устойчивом кресле хлор аксиален, и у обоих соседних атомов есть аксиальный водород. Реакция идёт быстро и подчиняется правилу Зайцева: 78 % более замещённого 3-ментена и 22 % 2-ментена [7].
• Ментилхлорид. В устойчивом кресле все три заместителя экваториальны, и нужной геометрии нет. Сначала кольцо должно перейти в невыгодную форму со всеми аксиальными заместителями. В ней у одного соседнего атома аксиальна изопропильная группа, а не водород, так что доступен только один путь. Получается исключительно 2-ментен, менее замещённый алкен [7], а реакция идёт примерно в 200 раз медленнее [6].

Вывод простой: правило Зайцева действует лишь среди тех атомов водорода, которые геометрически могут уйти. Сначала проверяем геометрию, потом устойчивость алкена.

11. Температура и растворитель

Эти два фактора не меняют логику, но сдвигают ответ внутри выбранной пары.

Температура. Нагревание ускоряет все реакции, но отщепление сильнее, чем замещение [3]. Причин две. В отщеплении меняется больше связей (рвутся C–H и C–X, образуются π-связь и новая связь с основанием), и энергия активации обычно выше. А чем выше энергия активации, тем сильнее скорость зависит от температуры. Кроме того, при отщеплении частиц становится больше: из субстрата и основания получаются три частицы, а при замещении две остаются двумя. Поэтому у отщепления больше рост энтропии, а по уравнению ΔG = ΔH − TΔS вклад энтропии растёт с температурой.

Оценим первый эффект численно. Пусть барьер отщепления на 10 кДж/моль выше барьера замещения. По уравнению Аррениуса при нагревании от 25 до 100 °C отношение скоростей растёт в exp[(10000/8,314)(1/298 − 1/373)] ≈ 2,25 раза. Это условный расчёт для иллюстрации, но порядок верный: нагревание сдвигает соотношение заметно, хотя и не отменяет выбор реагента. Вот почему в задачах приписка «при нагревании» важна в первую очередь там, где механизмы близки, например при выборе между S_N1 и E1 у третичного субстрата.

Растворитель. Протонные растворители (вода, спирты, карбоновые кислоты) образуют водородные связи с анионом. Это снижает активность заряженного нуклеофила или основания, но помогает ионизации, потому что хорошо сольватирует и уходящий анион, и образующийся катион. Поэтому они поддерживают S_N1 и E1. Апротонные полярные растворители (ДМСО, ДМФА, ацетон, ацетонитрил) хорошо сольватируют катион металла, а анион оставляют почти свободным. Он становится намного активнее и как нуклеофил, и как основание.

Отсюда кажущееся противоречие. Обычно говорят: «ДМСО способствует S_N2». Это верно для слабоосновных нуклеофилов (N₃⁻, CN⁻, RS⁻, I⁻). Для алкоголятов всё наоборот: на 2-бромпропане разница видна очень хорошо [8, 9]:

• HO⁻ в этаноле с 40 % воды, 55 °C: 54 % алкена;
• HO⁻ в этаноле, 55 °C: 71 % алкена;
• CH₃O⁻ в ДМСО: около 97 % алкена.

Вода прочно удерживает гидроксид-ион водородными связями, и отщепление страдает от этого сильнее, чем замещение. А в этаноле щёлочь отчасти превращается в этилат-ион, более сильное основание. Отсюда и школьное правило «водный раствор щёлочи — замещение, спиртовой — отщепление». Правило верное, но речь идёт о сдвиге долей, а не о полной смене реакции.

12. Откуда взялись эти правила

Все эти понятия появились не сразу. В 1851 году Август Вильгельм Гофман нагрел гидроксид тетраалкиламмония и получил алкен [14]. Так была открыта реакция, которая дала название продукту Гофмана, менее замещённому алкену. В 1875 году Александр Михайлович Зайцев, работавший в Казани, сформулировал противоположное на первый взгляд наблюдение: галогеноводород отщепляется от галогеналкана так, что водород уходит от самого бедного водородом соседнего атома [11]. Механизмов тогда никто не знал, а правила описывали только результат.

Объяснение пришло в 1930-е годы. Эдвард Хьюз и Кристофер Ингольд в Лондоне изучали скорости реакций галогеналканов и различили механизмы по кинетике, а заодно предложили и обозначения, которыми мы пользуемся сейчас [12]. В 1948 году вышла их большая серия работ об отщеплении. В ней они вместе с соавторами измерили, как доли продуктов зависят от субстрата, температуры, основания и растворителя [8, 17]. Числа, которые приведены в этой статье для реакций с этилатом, во многом восходят к этим опытам. Роль размера основания показал Герберт Браун в 1956 году: он сравнивал алкоголяты всё большего размера и получал всё больше менее замещённого алкена [10].

13. Типичные ошибки

• «Сильный нуклеофил — значит S_N2». Этилат у вторичного субстрата даёт в основном алкен (пример 11). Основность надо оценивать отдельно.
• «Третичный с нуклеофилом — значит S_N1». Цианид и этилат дают E2 (примеры 24 и 26). S_N1 будет только со слабоосновными частицами или со слабым реагентом.
• Забыт β-водород. Иодметан и бензилбромид не дают алкенов, даже с трет-бутилатом (пример 5).
• Катион у первичного субстрата. Механизмы S_N1 и E1 не пишут для обычных первичных субстратов, даже при нагревании в кислоте (пример 30). Исключения — бензильные, аллильные и близкие к ним.
• Вторичный катион без проверки сдвига. Если рядом более замещённый атом, катион может перестроиться (примеры 20 и 33).
• Трет-бутилат «всегда даёт Гофмана». Он лишь увеличивает долю менее замещённого алкена, и величина эффекта зависит от субстрата (примеры 17 и 25).
• Спирт как субстрат без кислоты. Группа OH без активации не уходит: бутан-1-ол и NaBr в воде не реагируют.
• «ДМСО всегда за S_N2». С алкоголятами он усиливает E2 (пример 12).
• Один ответ там, где смесь. S_N1 почти всегда сопровождается E1. Если задача спрашивает о продуктах, надо назвать оба.

14. Частые вопросы

Что важнее, субстрат или реагент?

Их нельзя упорядочить: они отвечают на разные вопросы. Удобно начинать с реагента, потому что это сразу оставляет две пары механизмов. Субстрат решает внутри пары. Однако субстрат может и отменить решение реагента: у CH₃X нет E2, у третичного нет S_N2.

Почему первичный катион не образуется?

Карбокатион стабилизируют соседние алкильные группы: их связи C–H и C–C частично отдают электронную плотность на пустую p-орбиталь. У третичного катиона таких групп три, у первичного одна. В растворе первичный катион настолько невыгоден, что субстрат реагирует по другому пути, пусть и медленно.

Чем вода отличается от гидроксид-иона, если там один и тот же атом кислорода?

Зарядом. У гидроксид-иона на кислороде избыток электронной плотности, и связь с протоном или атомом углерода он образует гораздо охотнее. Разница в основности огромна: pK_a сопряжённых кислот равны примерно 15,7 и −2, то есть различие превышает 17 порядков. Поэтому с водой идут S_N1 и E1, а с гидроксид-ионом S_N2 и E2.

Что делать, если в условии не указаны температура и растворитель?

Выбирайте по реагенту и субстрату. Если реагент этилат, а растворитель не указан, обычно подразумевается этанол. Если сказано только «нагревание» при слабом реагенте, ожидайте смесь с большей долей E1.

Всегда ли получается один механизм?

Нет. Числа в примерах показывают, что смесь — скорее правило. Алгоритм называет главный путь. Точные доли без опыта предсказать нельзя, они зависят и от концентрации, и от температуры, и от конкретного субстрата [1, 2].

Куда отнести амин?

Амины — хорошие нуклеофилы и основания средней силы, поэтому у первичных и вторичных субстратов они дают S_N2. Диизопропилэтиламин и другие загороженные амины, наоборот, используют как ненуклеофильные основания.

Почему фторид плохо уходит?

Связь C–F очень прочная, а F⁻ — более сильное основание, чем другие галогенид-ионы. Поэтому фторалканы реагируют медленно и по S_N2, и по E2, а реакции с ними часто идут особым путём (см. раздел «Для олимпиад»).

Как подобрать условия под нужный продукт?

Алгоритм можно читать и в обратную сторону. Чтобы получить алкен, берём объёмное основание. Чтобы получить продукт замещения от вторичного субстрата, берём слабоосновный нуклеофил в апротонном растворителе. Если нужно избежать сдвигов в катионе, выбираем условия, при которых катион не образуется.

15. Что нужно знать к ЕГЭ

Обозначения S_N1 и E2 на ЕГЭ называть не требуется, а реакции галогеналканов и спиртов проверяются [15]. Для экзамена хватает нескольких правил.

• Галогеналкан с водным раствором щёлочи даёт спирт, со спиртовым раствором при нагревании — алкен. Этого ответа и ждут в задании независимо от класса галогеналкана.
• При отщеплении работает правило Зайцева: атом водорода уходит от того соседнего атома углерода, у которого водорода меньше.
• Спирт с концентрированной серной кислотой даёт при температуре ниже 140 °C простой эфир, а выше 170 °C — алкен.
• Спирт с галогеноводородом даёт галогеналкан.
• Галогеналканы с цианидом дают нитрил, с аммиаком и аминами — соли аминов.

Одно расхождение стоит знать. На ЕГЭ для 1-бромпропана со спиртовой щёлочью нужно писать пропен, хотя в опыте первичный бромид с этилатом при 55 °C даёт 91 % эфира и только 9 % алкена [3]. Это упрощение: чтобы получить из первичного бромида алкен, берут гораздо более жёсткий нагрев или объёмное основание. На экзамене отвечайте по школьному правилу, а в олимпиадной задаче рассуждайте как в этой статье.

16. Для олимпиад

Пример 38. Уходящая группа меняет региоселективность

Соль четвертичного аммония при нагревании с основанием даёт в основном менее замещённый алкен. У 2-пентильного производного доля пент-1-ена с этилатом калия составляет 98 %, а у 2-бромпентана только 31 % [16]. Субстрат и основание одни, а поменялась лишь уходящая группа. Причин называют несколько: кислотность β-атома водорода, более объёмная уходящая группа и переходное состояние, в котором связь C–H разорвана сильнее, чем связь C–N, а значит, на β-атоме больше отрицательного заряда [2]. Этот заряд лучше переносит наименее замещённый атом.

Галогены и механизм E1cB

Вот сравнение 2-галогенгексанов в реакции с метилат-ионом в метаноле [3]:

От иода к хлору доля гекс-1-ена растёт плавно, а у фтора она скачком достигает 72 %. Объясняют это тем, что связь C–F рвётся очень трудно и в переходном состоянии почти не затронута. Сначала заметно разрывается связь C–H, и развивается отрицательный заряд на β-атоме. Такое переходное состояние близко к механизму E1cB, в котором сначала отрывается протон, а затем от образовавшегося карбаниона уходит группа X [3]. Настоящий E1cB типичен для субстратов с кислыми β-атомами водорода: например, β-гидроксикарбонильные соединения отщепляют воду в основной среде именно так.

Как отличить механизмы на опыте

• Кинетика. Скорость зависит от концентрации реагента у S_N2 и E2 и не зависит у S_N1 и E1.
• Изотопный эффект. В E2 связь C–H рвётся в самой медленной стадии, поэтому замена водорода на дейтерий заметно замедляет реакцию. Для 2-бромпропана с этилатом натрия отношение констант k_H/k_D равно примерно 6,7 [6]. В E1 разрыв C–H идёт после медленной стадии, и первичного изотопного эффекта почти нет.
• Перегруппировки указывают на катион. Скелет перестраивается в S_N1 и E1 и никогда не перестраивается в S_N2 и E2.
• Стереохимия. Обращение конфигурации указывает на S_N2, анти-отщепление в жёстком субстрате — на E2.
• Эффект общего иона. Добавка соли с тем же анионом замедляет S_N1, потому что катион снова связывается с уходящим анионом, а на S_N2 влияет слабо.

Спектр механизмов

Деление на E1, E2 и E1cB условно: это три точки непрерывного ряда. Внутри E2 есть переходные состояния, в которых связь C–X разорвана сильнее (близко к E1), и такие, в которых сильнее разорвана связь C–H (близко к E1cB) [13, 18]. Первый случай даёт более замещённый алкен, поскольку двойная связь уже хорошо сформирована. Второй даёт менее замещённый алкен, поскольку важнее устойчивость отрицательного заряда. Отсюда единое объяснение примера 38 и таблицы 2-галогенгексанов. То же верно и для замещения: между S_N1 и S_N2 есть целый ряд пограничных случаев.

Когда не годится ни один механизм

Узловые атомы малых бициклов — интересный предельный случай. В 1-бромбицикло[2.2.1]гептане подойти с тыла мешает сам каркас, а катион не может стать плоским. Двойная связь при узловом атоме тоже запрещена (правило Бредта). Поэтому такой бромид очень инертен. Адамантановый каркас крупнее, и катион у него образуется: 1-бромадамантан реагирует по S_N1, но никак не может реагировать по S_N2 и E2. Поэтому его производные служат эталоном чистого S_N1 при изучении растворителей [2].

17. Задания с разбором

Сначала ответьте сами: назовите механизм и главный продукт. Разбор открывается по щелчку.

Задание 1

Разбор

Иодид-ион — хороший нуклеофил и очень слабое основание, субстрат первичный. S_N2, 1-иодпентан. Это реакция Финкельштейна: хлорид натрия плохо растворим в ацетоне, выпадает в осадок, и равновесие смещается вправо.

Задание 2

Разбор

Третичный субстрат, слабый реагент: ионизация, затем S_N1 и E1. Получаются 2-метилбутан-2-ол и алкены, главный из которых — 2-метилбут-2-ен. Нагревание увеличивает долю алкенов.

Задание 3

Разбор

Вторичный субстрат, сильное основание: E2 главный. Оба β-атома в молекуле равноценны, поэтому вопрос о правиле Зайцева не возникает, и получается пент-2-ен с преобладанием (E)-изомера. Примесь 3-этоксипентана образуется по S_N2.

Задание 4

Разбор

Тот же бромид, но азид — хороший нуклеофил и слабое основание, а ДМСО активирует анион. S_N2, 3-азидопентан. Сравните с заданием 3: всё решила основность реагента.

Задание 5

Разбор

Первичный субстрат, сильное объёмное основание. E2, пент-1-ен.

Задание 6

Разбор

Тот же субстрат, основание небольшое. S_N2, 1-метоксипентан, с небольшой примесью пент-1-ена.

Задание 7

Разбор

Третичный субстрат, слабый реагент. S_N1: 1-метил-1-метоксициклопентан. E1: 1-метилциклопентен. Иод — хорошая уходящая группа, и реакция идёт легко.

Задание 8

Разбор

Появилось сильное основание, у третичного субстрата это E2. Главный продукт — 1-метилциклопентен с более замещённой двойной связью.

Задание 9

Разбор

Гидросульфид-ион — очень хороший нуклеофил и основание заметно слабее гидроксид-иона. Вторичный субстрат, значит, S_N2: циклопентантиол. Гидросульфид берут в избытке, чтобы тиол не реагировал дальше с образованием сульфида.

Задание 10

Разбор

Объёмное незаряженное основание. E2, циклопентен.

Задание 11

(R)-2-хлорпентан

Назовите продукт, укажите его конфигурацию.

Разбор

(R)-2-хлорпентан → (S)-2-метилпентаннитрил

Вторичный субстрат, хороший нуклеофил, ДМСО. S_N2 с обращением. Старшинство: CN > пропил > метил > H, и порядок тот же, что у исходного хлорида, поэтому буква тоже сменилась: получается (S)-2-метилпентаннитрил. Главная цепь теперь начинается с нитрильного атома углерода, поэтому прежний C-1 стал метильным заместителем, и название меняется на «2-метилпентаннитрил».

Задание 12

Разбор

Третичный спирт в кислоте теряет воду и образует катион. Бромид-ион — хороший нуклеофил, и получается 2-бром-2-метилпентан по S_N1.

Задание 13

Разбор

Вторичный спирт и кислота с ненуклеофильным анионом, при нагревании. E1. Из вторичного катиона по сдвигу гидрида легко образуется третичный, и главным становится 1-метилциклогексен с более замещённой связью. Меньше образуется 3-метилциклогексена.

Задание 14

Разбор

Сильное основание, значит, E2 без катиона, и метильная группа не сдвигается. Атомы водорода есть только у C-1, поэтому получается 3,3-диметилбут-1-ен. При нагревании того же бромида в этаноле результат был бы другой: сдвиг метильной группы и 2,3-диметилбутены.

Задание 15

Разбор

Вторичный бензильный субстрат и сильное основание. E2. Двойная связь сопряжена с кольцом, и получается (E)-1-фенилпроп-1-ен.

Задание 16

Разбор

Бензильный первичный субстрат, хороший нуклеофил, апротонный растворитель. S_N2 идёт быстро, продукт — фенилацетонитрил. Отщепления нет: на соседнем атоме кольца нет подходящего атома водорода.

Задание 17

Разбор

Первичный субстрат с разветвлением у β-атома и объёмное основание. E2, и единственный возможный алкен — метиленциклогексан.

Задание 18

Разбор

Уксусная кислота — слабый нуклеофил и достаточно полярный протонный растворитель. Третичный субстрат даёт S_N1 и E1: трет-бутилацетат и 2-метилпропен.

Задание 19

Разбор

Атом хлора связан с атомом углерода sp². Подойти с тыла мешает кольцо, катион получился бы очень неустойчивым, а связь C–Cl прочнее обычной. Обычные механизмы тут не работают. Замещение в хлорбензоле требует особых условий и идёт другими путями.

Задание 20

Нужен бензил-трет-бутиловый эфир. Какую пару веществ взять для синтеза Вильямсона: бензилбромид и трет-бутилат калия или 2-бром-2-метилпропан и бензилат натрия?

Разбор

верный путь: бензилбромид и трет-бутилат

неверный путь: третичный бромид даёт алкен

Первую. У бензилбромида открыт подход с тыла и нет β-атома водорода, поэтому объёмный трет-бутилат работает как нуклеофил. Третичный бромид с алкоголятом дал бы 2-метилпропен по E2. Общее правило синтеза Вильямсона: алкилирующим агентом должен быть наименее загороженный партнёр.

Задание 21

цис-изомер: Br аксиален

транс-изомер: Br экваториален

Какой изомер быстрее реагирует с этилатом натрия по E2? Трет-бутильная группа закрепляет кольцо, и инверсии кресла практически нет.

Задание 22

При удвоении концентрации этилата натрия начальная скорость расходования 2-бромпропана в этаноле удвоилась. Какие механизмы это подтверждает, какие исключает?

Задание 23

К раствору 2-бром-2-метилпропана в водном ацетоне добавили азид натрия. Скорость расходования бромида почти не изменилась, но среди продуктов появился трет-бутилазид. Объясните.

Задание 24

Расположите бромиды в порядке увеличения доли алкена в реакции с этилатом натрия в этаноле: 2-бром-2-метилпропан, бромэтан, 2-бромпропан, 1-бромпропан.

Подробные разборы отдельных механизмов есть в статьях «Реакция S_N2» и «Реакция S_N1», а выбор только между двумя замещениями — в статье «S_N1 или S_N2».

Литература

1. Clayden J., Greeves N., Warren S. Organic Chemistry. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 2012.
2. Smith M. B. March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 8th ed. Hoboken: Wiley, 2020.
3. Neuman R. C. Organic Chemistry. Chapter 9: Formation of Alkenes and Alkynes. Elimination Reactions. University of California, Riverside, 2004. Tables 9.1–9.6.
4. Roberts J. D., Caserio M. C. Basic Principles of Organic Chemistry. 2nd ed. Menlo Park: W. A. Benjamin, 1977. Sections 8-9, 8-10.
5. Reusch W. Virtual Textbook of Organic Chemistry: Reactions of alkyl halides, elimination. Michigan State University.
6. McMurry J. Organic Chemistry. Houston: OpenStax, 2023. Sections 11.8, 11.9.
7. Hughes E. D., Ingold C. K., Rose J. B. Mechanism of elimination reactions. Part XIX. Kinetics and steric course of elimination from isomeric menthyl chlorides // Journal of the Chemical Society. 1953. P. 3839–3845.
8. Cooper K. A., Dhar M. L., Hughes E. D., Ingold C. K., MacNulty B. J., Woolf L. I. Mechanism of elimination reactions. Part VII. Solvent effects on rates and product-proportions in uni- and bi-molecular substitution and elimination reactions of alkyl halides and sulphonium salts in hydroxylic solvents // Journal of the Chemical Society. 1948. P. 2043–2049.
9. Alexander R., Ko E. C. F., Parker A. J., Broxton T. J. Solvation of ions. XIV. Protic-dipolar aprotic solvent effects on rates of bimolecular reactions. Solvent activity coefficients of reactants and transition states at 25° // Journal of the American Chemical Society. 1968. Vol. 90. P. 5049–5069.
10. Brown H. C., Moritani I., Okamoto Y. Steric effects in elimination reactions. VII. The effect of the steric requirements of alkoxide bases on the direction of bimolecular elimination // Journal of the American Chemical Society. 1956. Vol. 78. P. 2193–2197.
11. Saytzeff A. Zur Kenntniss der Reihenfolge der Anlagerung und Ausscheidung der Jodwasserstoffelemente in organischen Verbindungen // Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1875. Bd. 179. S. 296–301.
12. Hughes E. D., Ingold C. K. Mechanism of substitution at a saturated carbon atom. Part IV. A discussion of constitutional and solvent effects on the mechanism, kinetics, velocity, and orientation of substitution // Journal of the Chemical Society. 1935. P. 244–255.
13. Anslyn E. V., Dougherty D. A. Modern Physical Organic Chemistry. Sausalito: University Science Books, 2006.
14. Hofmann A. W. Researches into the molecular constitution of the organic bases // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1851. Vol. 141. P. 357–398.
15. ФИПИ. Кодификатор проверяемых требований к результатам освоения основной образовательной программы и элементов содержания для проведения ЕГЭ по химии, 2027 г. М.: ФИПИ, 2026.
16. Brown H. C., Wheeler O. H. Steric effects in elimination reactions. IX. The effect of the steric requirements of the leaving group on the direction of bimolecular elimination in 2-pentyl derivatives // Journal of the American Chemical Society. 1956. Vol. 78. P. 2199–2202.
17. Dhar M. L., Hughes E. D., Ingold C. K. Mechanism of elimination reactions. Part X. Kinetics of olefin elimination from isopropyl, sec.-butyl, 2-n-amyl, and 3-n-amyl bromides in acidic and alkaline alcoholic media // Journal of the Chemical Society. 1948. P. 2058–2065.
18. Bartsch R. A., Závada J. Stereochemical and base species dichotomies in olefin-forming E2 eliminations // Chemical Reviews. 1980. Vol. 80. P. 453–494.