Efecto Evelyn

El efecto Evelyn se define como el fenómeno en el que las proporciones de los productos en una reacción química cambian a medida que avanza la reacción. Este fenómeno contradice el principio fundamental de la química orgánica de que las reacciones siempre van por el camino de energía más bajo. El producto favorecido debe permanecer así a lo largo de una reacción en condiciones constantes. Sin embargo, la proporción de alquenos antes de que se complete la síntesis muestra que el producto favorecido no es el producto favorecido. La idea básica aquí es que las proporciones de los diversos productos de alqueno cambian en función del tiempo con un cambio en el mecanismo.

Antecedentes sobre el descubrimiento

El profesor David Todd en Pomona College estaba probando la deshidratación de 2-metilciclohexanol o 4-metilciclohexanol e inesperadamente interrumpió la destilación de alquenos a mitad de camino para almorzar con su secretaria, Evelyn Jacoby. Después del almuerzo, continuó su destilación pero mantuvo los primeros productos separados de los terminados. El análisis mostró dos proporciones de alquenos diferentes. Los productos de reacción y las rutas hacia los productos parecen haber cambiado con el tiempo. El Dr. Todd llamó a este fenómeno el “efecto Evelyn”.

Deshidratación de 2-metilciclohexanol o 4-metilciclohexanol

-Un ejemplo simple del efecto Evelyn es el experimento de laboratorio de química de segundo año que involucra dos ejemplos populares que se enumeran a continuación.

a) Deshidratación de 4-metilciclohexanol

b) Deshidratación de 2-Metilciclohexanol

c) Mecanismo de deshidratación del 2-metilciclohexanol

Posibles explicaciones de diferentes formaciones de proporciones

• En general, si se puede formar más de un alqueno durante la deshalogenación mediante una reacción de eliminación, el alqueno más estable es el producto principal. Hay dos tipos de reacciones de eliminación, E1 y E2. Una reacción E2 es un mecanismo de un solo paso en el que los enlaces carbono-hidrógeno y carbono-halógeno se rompen para formar un doble enlace. Enlace C=C Pi. Una reacción E1 es la ionización de la ruptura del enlace carbono-halógeno para dar un carbocatión intermedio, luego la desprotonación del carbocatión.
• Para estas dos reacciones, hay 3 productos posibles, 3-metil-ciclohexeno, 1-metil-ciclohexeno, metileno-ciclohexano. La producción de cada uno de estos ocurre a diferentes velocidades y las proporciones de estos también cambian con el tiempo. Es bien sabido que la deshidratación del isómero cis es 30 veces más rápida que la del isómero trans. Entonces parece que la reacción transcurre principalmente por un mecanismo trans y, siguiendo la regla de Zaitsev, el 1-metilciclohexeno se forma preferentemente en las primeras etapas de la reacción. De hecho, si solo se recoge alrededor del 10% del destilado total como primera fracción, se encuentra que el alqueno es alrededor del 93% de l-metilciclohexeno: al final de la destilación se encuentra un valor tan bajo como el 55% de l-metilciclohexeno. isómero
• A partir de estos resultados, se puede observar el fenómeno del efecto Evelyn y se puede sacar la conclusión de que se produce un cambio de mecanismo en algún lugar durante la síntesis.

Estudio adicional sobre el efecto Evelyn

Se ha descrito un estudio cinético y químico regional del efecto Evelyn. Los resultados, publicados en el Journal of Chemical Education, hicieron afirmaciones sobre el mecanismo por el cual ocurrieron las deshidrataciones.

El artículo analiza la afirmación de que se producen mecanismos E1 y E2 en la reacción. Los investigadores midieron la cinética de la formación de un carbocatión de 3 grados y la compararon con los cálculos teóricos que ocurrirían si el experimento se realizara como una reacción E2. En cambio, la reacción mostró un mecanismo que inicialmente formó un carbocatión de 2 grados, utilizando una vía E1. Su conclusión fue que el mecanismo no es ni E1 ni E2, sino más bien “similar a E-2”, exhibiendo una cinética de primer orden.