אלימינציה (כימיה)

אֵלִימִינַצְיָה (מאנגלית: Elimination; בעברית: תגובת החסרה) היא סוג של תגובה כימית האופיינית לתרכובות אורגניות.

תגובת אלימינציה מהווה במידה רבה את התגובה ההפוכה לתגובת סיפוח. בתגובת אלימינציה מאבדת תרכובת שני אטומים; במקומם נוצר קשר קוולנטי כפול בין שני אטומי הפחמן הסמוכים. האטומים העוזבים הם מתמירים—הם אינם מהווים חלק משרשרת הפחמנים הראשית של התרכובת.

בתגובות ההתמרה השכיחות ביותר חומר המוצא הוא הלואלקאן (אלקאן בעל אטום הלוגן) והתוצר הוא אלקן. שני האטומים העוזבים הם אטום ההלוגן ואטום מימן. תגובה זו היא אחת הדרכים העיקריות לסינתזה של אלקנים. תגובת אלימינציה כפולה של אלואלקאן המכיל שני הלוגנים מביאה לעזיבתם של ארבעה אטומים ולקבלת אלקין (פחמימן בעל קשר קוולנטי משולש).

בתגובת אלימינציה נדרש בסיס לואיס אשר יתקוף את אטום המימן העוזב. לבסיס לואיס, מעצם הגדרתו, זוג אלקטרונים לא-קושר. זוג זה יוצר קשר קוולנטי עם אטום המימן וגורם לניתוקו מהאלקאן.

מנגנון

תגובות אלימינציה מתרחשות בשני מסלולים עיקריים: התהליך יכול להיות חד-שלבי (אזי מסומנת התגובה כ-E2) או דו-שלבי (E1). הספרה בסימון אינה מתייחסת למספר השלבים אלא למספר המולקולות המשפיעות על מהירות התגובה (ובמלים אחרות: המספר מציין את סדר התגובה בקינטיקה כימית). בתגובת E2 משפיע ריכוז שני המגיבים (בסיס הלואיס והאלקאן) על מהירות התגובה; זוהי תגובה דו-מולקולרית. בתגובת E1 משפיע רק ריכוז האלקאן על מהירות התגובה; זוהי תגובה חד-מולקולרית.

התגובה לפי מנגנון E1.

בתגובה זו שני שלבים נפרדים: ראשית מתנתק ההלוגן (ברום, באדום) מהאלקאן; האלקאן הופך לקרבוקטיון. בשלב השני תוקף בסיס לואיס (אשלגן אתאוקסיד, בכחול; אטום החמצן הוא התוקף, ולאשלגן אין כל תפקיד בתגובה) את אטום המימן הקשור לפחמן הסמוך לפחמן שממנו התנתק ההלוגן. התנתקות המימן מביאה ליצירת קשר כפול בין שני הפחמנים. בסיס הלואיס הופך לכוהל:

התגובה לפי מנגנון E2.

התגובה מתרחשת בשלב יחיד, תוך היווצרות מצב מעבר בלתי-יציב אשר מתפרק לאחר שבריר שנייה (מצב המעבר מתואר מעל לחץ התגובה). תגובת E2 מתרחשת בנוכחות בסיס חזק (בעל זיקה חזקה ליוני מימן). הבסיס תוקף מיידית את אטום המימן באלקאן, מבלי "לחכות" להתנתקות ההלוגן. התנתקות ההלוגן מתרחשת לאחר יצירת הקשר הכפול. בתגובת E2 לא נוצר קרבוקטיון. תגובות E1 ו-E2 הפוכות, לפיכך, בסדר התרחשות הדברים:

E2