Eliminación Unimolecular (E1)

Mecanismo en dos etapas para la síntesis de alquenos: ionización heterolítica determinante de la velocidad, desprotonación en el carbono β y competencia termodinámica frente a la SN1.

Al estudiar las reacciones de sustitución nucleófila unimolecular (SN1) se analizó cómo el intermedio carbocatiónico es capturado rápidamente por el nucleófilo presente en el medio. Sin embargo, existe una vía reactiva paralela y competitiva: la sustracción de un protón por parte de una base en el carbono adyacente para generar un doble enlace carbono-carbono. Este proceso se denomina reacción de eliminación unimolecular (E1).

Mecanismo de la E1

El paso lento de esta reacción es idéntico al de la SN1: la disociación heterolítica del sustrato para formar el carbocatión. En la segunda etapa, en lugar de combinarse con un nucleófilo, el carbocatión experimenta la pérdida de un protón (H+) del carbono contiguo (carbono β) al que soporta la carga positiva.

Reacción global de eliminación unimolecular E1 rindiendo un alqueno
Formación de un alqueno por eliminación formal del haluro de hidrógeno (H-X) mediante vía E1.

Descripción etapa por etapa:

1 Etapa 1. Disociación del sustrato (Paso lento)

Ruptura heterolítica del enlace C-X asistida por el disolvente polar para originar el carbocatión plano (sp2) y el grupo saliente. Es la etapa que determina la ley de velocidad unimolecular (v = k[R-X]):

Etapa 1: Ionización del sustrato y formación del carbocatión
Disociación endotérmica con la mayor barrera de activación de todo el proceso.

2A Etapa 2. Sustracción del hidrógeno β (Producto E1)

Una molécula de disolvente o una base débil del medio extrae un protón situado en el carbono β. El par de electrones del enlace C-H colapsa hacia el orbital 2p vacío del carbono adyacente para regenerar el enlace π y dar el alqueno neutro:

Etapa 2: Sustracción del hidrógeno beta para dar el producto de eliminación E1
Formación del doble enlace carbono-carbono con regeneración del ácido en el medio.

2B Etapa 2 (Vía paralela). Ataque nucleófilo (Producto SN1)

Simultáneamente, el par no enlazante del reactivo ataca al lóbulo del orbital p desocupado rindiendo el producto de sustitución (habitualmente tras una pérdida de protón si el nucleófilo es agua o alcohol):

Etapa 2 competitiva: Ataque nucleófilo sobre el carbocatión rindiendo producto SN1
Captura nucleofílica sobre el centro electrófilo del carbocatión.

Competencia entre E1 y SN1

La eliminación unimolecular (E1) compite de forma directa e inseparable con la sustitución nucleófila unimolecular (SN1). Como ambas rutas comparten el mismo paso lento y el mismo intermedio carbocatiónico, la proporción final de productos depende de las barreras energéticas de los segundos pasos:

Factores clave en la distribución de productos

  • Basicidad del medio: A mayor basicidad del reactivo presente, mayor porcentaje de alqueno (E1) se obtiene frente al producto de sustitución (SN1). En el caso de disolventes muy poco básicos como el agua pura (H2O), el producto de eliminación suele ser muy minoritario (típicamente < 20%), predominando de forma abrumadora el alcohol resultante de la sustitución.
  • Efecto de la temperatura (Control Entrópico): La eliminación se ve fuertemente favorecida al **aumentar la temperatura**. En la eliminación, una molécula de sustrato genera dos moléculas de producto (el alqueno y el ácido conjugado), lo que conlleva un incremento notable de entropía (ΔS° > 0). De acuerdo con la energía libre de Gibbs (ΔG° = ΔH° - TΔS°), el término -TΔS° se hace más negativo a temperaturas elevadas, favoreciendo la ruta E1 sobre la SN1.
  • Regioselectividad (Regla de Zaitsev): Cuando el carbocatión posee distintos tipos de hidrógenos β, la eliminación rinde preferentemente el alqueno termodinámicamente más estable (el más sustituido o aquel que posea sus dobles enlaces conjugados).

Videotutorial

En el siguiente videotutorial se expone con detalle el mecanismo de eliminación unimolecular E1, la desprotonación del carbocatión y cómo regular las condiciones experimentales para favorecer la eliminación frente a la sustitución:

Asesorías

S.O.S. Universidad

¿Ejercicios que no entiendes o no sabes resolver?

Resuelve tus ejercicios de Química Orgánica I directamente conmigo en una sesión privada e intensiva por Google Meet. Enfocado 100% en los exámenes de tu Grado Universitario.

⏱️ Sesiones de 1h
💻 Google Meet
💳 Pago Seguro (Sabadell)
25€ / hora (Individual) 15€ / hora (Dos alumnos) 10€ / hora (Tres alumnos)
💬 Reservar Asesoría por WhatsApp

*Se emitirá factura legal ordinaria. Requerirá NIF/Pasaporte y dirección fiscal antes del pago.

FOROQUIMICO

Grados Universitarios

Prepara tus Asignaturas a tu Ritmo

Accede a la teoría completa, series de ejercicios y exámenes reales de tu universidad resueltos al detalle en vídeo. Con el respaldo de 29 años de experiencia docente.

🎬 Clases en vídeo detalladas (Orgánica, Física e Ingeniería).
💬 Seguimiento diario personalizado vía WhatsApp directo conmigo.
👥 Clases en directo por Meet para repasar y resolver dudas.
1€ / día
Soporte y acceso completo durante todo el cuatrimestre
💬 Solicitar Matrícula por WhatsApp

*Sin cuotas de inscripción. Pagos mensuales mediante Bizum o Tarjeta (Pasarela Banco Sabadell).