醇的脫水

醇是一條戴著 -OH 基團的碳鏈。用強酸加熱它,就能勸它把那個氧連同一個相鄰的氫一起扔掉,留下一分子水和一個嶄新的雙鍵。這種從醇上失去 H 和 OH(合起來即 H2O 的組成元素)以生成烯烴的過程,叫做脫水——字面意思就是除去水。

不過有個障礙:氫氧根(OH-)是個極差的離去基團,所以醇沒法直接把它趕走。酸解決了這個問題。首先氧被質子化,生成𬭩離子(R-OH2+),它現在可以以中性水的形式離去——水是個很好的離去基團。對仲醇和叔醇,這一離去生成碳正離子(走 E1 路線),隨後碳正離子把一個β質子交給溶液中的弱鹼,形成烯烴。伯醇若走此路需要不穩定的伯碳正離子,因此傾向於走類似 E2 的協同脫水。常用的酸是硫酸或磷酸,並加熱。

脫水是把廉價易得的醇轉化為更活潑的烯烴以供後續化學的標準手段,也是酸催化水合(把水加到雙鍵兩端)的逆反應。由於碳正離子中間體會重排,又因為反應給出更穩定的烯烴,脫水通常遵循 Zaitsev 規則,偏向取代度更高的產物——而且叔醇比伯醇容易脫水得多。