醇、醚、環氧化合物與硫醇

醇的脫水(alcohol dehydration)

脫水是把醇變成烯烴的反應:抽走相當於一分子水的部分——一個 -OH 和一個相鄰的氫一起離去,新形成的碳碳雙鍵把缺口補上。它是酸催化水合的逆反應:水合是把水加到雙鍵上,脫水則是把水再取出來。

大多數醇的脫水用強酸催化劑(濃 H2SO4 或 H3PO4)加熱進行。酸先把 -OH 質子化,使它從一個毫無希望的離去基團變成水,水於是能離去。對二級醇或三級醇而言這會生成碳正離子,隨後一個鹼從相鄰的(β)碳上奪走一個質子,形成雙鍵——這是 E1 機理。產物遵循扎依采夫規則,偏向取代度更高、更穩定的烯烴。反應活性隨碳正離子穩定性排序:三級醇容易脫水,二級醇需更劇烈的條件,一級醇則遲鈍(走另一種協同的、類 E2 的路徑,以避開不穩定的一級碳正離子)。

脫水是引入雙鍵的標準手段,但有兩點必須老實交代。其一,由於它經過碳正離子,骨架重排(氫遷移或烷基遷移)可能把產物攪亂成意料之外的東西。其二,當能形成不止一種烯烴時,通常會得到混合物,只是富含扎依采夫產物。為了得到更乾淨、不重排的結果,化學家常採取間接脫水——把 -OH 轉成對甲苯磺酸酯或鹵化物,再用鹼做 E2。

把三級丁醇 (CH3)3C-OH 與硫酸共熱,得到 2-甲基丙烯 (CH3)2C=CH2 和水。酸把 -OH 質子化,水離去生成三級碳正離子,再失去一個 β 質子形成烯烴。

酸 + 熱從醇中除去水,留下一個雙鍵。

扎依采夫(取代度最高的烯烴)是常見結果,但它是一種傾向、不是定律;酸催化脫水中的碳正離子重排可能給出骨架與起始醇不同的產物。

又稱
dehydration of alcohols醇脱水成烯醇脫水成烯