我们前面已经看到卤代烷的过程E1和E2消除生成烯烃的反应:

在这些反应中，离去基是卤化物，它被除去β氢，形成一个新的π键。

酒精也会经历类似的过程β消除反应称为脱水(失去一个水分子)- - - - - -的元素OH和H被除去形成烯烃：

酒精脱水需要强酸并在高温(100 - 200^oC).用于脱水的最常见的强酸是浓硫酸，即使磷酸和p亚苄基酸(缩写为TsOH)也经常被使用。

的反应同时遵循E1和E2机制这取决于它是否是一级、二级或三级酒精。

叔醇和仲醇的脱水遵循E1机制

让我们从遵循E1机制的叔醇：

的反应的第一步是羟基的质子化它通过削弱C-O键把OH变成一个好的离去基:

注意，稀硫酸中质子主要以水合氢离子的形式存在，而浓硫酸则是质子供体。

质子醇是经过E1消去的底物记住，这是从离去基的损失开始的

离去基的损失是aC-O键的杂溶裂解不出所料，它是速率决定步骤反应的。因此，这一步决定了醇在脱水反应中的整体反应性。

就像在年代_N1和E1反应，由于相应的碳正离子的稳定性，三级底物往往是最活泼的。

记住,取代的碳正离子越多越稳定因为超共轭现象以及烷基的给电子性质。

的脱水反应的反应性趋势可以用这一步的过渡态来说明，其中相对活化自由能为三级<次级<一级:

的碳正离子在离开基团后形成的反应性很强因为中心碳原子缺少一个八隅体水现在成为碱，除去β-氢给一个电子对。质子的电子对形成了烯烃的π键。

由于叔碳正离子的稳定性，叔醇最容易脱水甚至30%的硫酸水溶液也可以在低于100℃的温度下使用。

二醇脱水

二级醇需要更浓的酸溶液和更高的温度。例如,环己醇脱水生成环己烯使用160-180°C浓硫酸:

反应仍以E1机制进行，反应速率取决于仲碳正离子的稳定性。

脱水反应的区域选择性

脱水是一个区域选择性反应，它遵循扎伊采夫规则．主要产物是取代度较高的烯烃当混合了宪法同分异构体是可能的。

例如， 2-甲基-3-戊醇脱水生成取代量较多的2-甲基-2-戊烯为主要产物:

脱水反应中的重排

尽管酒精脱水是有地域选择性的，你应该时刻注意重组．

我们已经知道S中碳正离子的重排_N1和E1可以发生，脱水没有区别:

只要能形成更稳定的碳正离子，你应该预料到碳骨架的重新排列．

例如，以下乙醇经浓硫酸处理后，预计以三取代烯烃为主要产物:

然而，主要产品是tetrasubstituted烯烃形成的结果是什么氢化物转移把仲碳正离子转化成更稳定的叔碳正离子：

伯醇脱水的E2机理

主要醇在脱水反应中反应最慢。

反应经过anE2机制因为伯碳正离子非常不稳定，不能像仲醇和叔醇那样形成:

这些反应有一些相似之处就像e1反应一样脱水从质子化开始把主醇变成一个好的离去基

的与E1机制不同那就是没有离去基的损失自行发生因为这会形成一个伯碳正离子。

相反,基地(硫酸氢钠水)现在攻击β氢这就留下了一对电子，赶走了质子化的羟基，形成了一个双键:

请注意,这些过程同时发生这就是为什么它是双分子的- - - - - -E2机制．

E2醇脱水的重排

E2的重排?!

是的，你没看错。

下面我们来讨论一下以下原醇的脱水:

如何解释四取代烯烃的形成是反应的主要产物吗?

这是一个伯醇,所以没有初碳正离子可以形成碳酸化吗重排并不能解释问题这个观察。

这里发生的是，氢氧根质子化之后，a氢化物的位移β碳到末端碳主醇和优良的离去基水。

所以，不像我们之前看到的碳正离子的重排那样离去基的损失发生在氢化物或甲基转移之前，这里的位移发生在离去基相连的时候．事实上，是位移赶走了离去基。

这氢化物移位产生相对稳定的仲碳正离子然后它被碱攻击形成更多取代的烯烃根据扎伊采夫规则：

另一种可能性这个烯烃的形成过程可以用脱水反应的可逆性质。

问题是烯烃与水反应在酸性催化剂的存在下。这被称为酸催化烯烃的水合作用：

你可能在课堂上没有涉及到这一点但我们将很快地展示其机理，为理解上述脱水反应中四取代烯烃的形成提供基础。

反应开始于双键的质子化，形成碳正离子，然后被水攻击:

水在这里扮演亲核试剂的角色类似于S_N1反应。

所以，如果我们仔细观察，两种反应都是在酸性溶液中进行的，唯一的区别是酸的浓度。脱水是在浓酸中实现的，而酸催化水化是在稀酸溶液中进行的:

现在，回到脱水的问题。让我们暂时忘掉我们讨论过的1-丙醇反应中的氢化物移位然后用脱水的可逆性质来解释四取代烯烃的形成。

同样，如果没有氢化物的位移，这个伯醇就会形成二取代烯烃，根据E2机制，我们讨论了丙醇：

这个烯烃现在可以被质子化形成叔碳正离子:

从这里，有可能的产物去除β-氢:二取代烯烃，这是质子化或a四取代烯烃:更稳定且如预期的那样占主导地位的四取代烯烃:

简而言之，伯醇的脱水可以包括双键质子化的可逆步骤，从而形成更稳定的碳正离子，从而形成更稳定的内部烯烃:

酒精脱水的另一种方法是使用POCl_3.在基地的存在下．这是一个很好的选择，因为它遵循1的E2机制^o, 2^o，和3^o这样就避免了重排。

关于这个反应的所有细节都在下面的帖子中介绍:

POCl_3.酒精脱水

是这样吗?

对不起，这不是酒精脱水的唯一并发症。再看一个副作用:

年代_N2烯烃脱水过程

羟基的质子化形式是一个很好的离去基当它是一个伯醇时，就有可能年代_N2反应形成醚:

然而，好消息是，在高温条件下，以消除反应为主乙醇在浓酸性溶液中反应的主要产物是烯烃，而不是取代产物。

在高温下倾向于消除反应而不是取代反应的原因与这些反应的熵有关。更详细的内容在“为什么热倾向于淘汰？在E1机制．

看看这65个问题，多项选择题带有3小时视频解决方案的测验，涵盖亲核取代和消除反应: