Дегидратация спиртов — Органическая химия для олимпиад

Дегидратация спиртов

8 заданий

Механизм и условия

linkОпора

Спирты превращают в алкены отщеплением воды — дегидратацией. Спирт в роли субстрата отщепления похож на спирт в замещении (урок 90): группа OH уходит только после протонирования. Дальше работают уже знакомые механизмы E1 и E2, и в этом уроке мы применим их к спиртам.

Как дегидратировать спирт

  1. Кислота (\(\ce{H2SO4}\), \(\ce{H3PO4}\)) протонирует группу OH, и уходящей группой становится молекула воды.
  2. У третичных и вторичных спиртов вода уходит, образуется карбокатион, и отщепление идёт по механизму E1: главный алкен определяет правило Зайцева, возможны перегруппировки.
  3. У первичных спиртов карбокатион не образуется. Вода уходит одновременно с отрывом протона, по механизму E2.
  4. Чем устойчивее катион, тем мягче условия: третичные спирты дегидратируют 20 %-й серной кислотой при 25–80 °C, вторичные — 75 %-й при 100–140 °C, первичные — концентрированной кислотой при 170–180 °C.
Бутан-2-ол: катион и два пути отщепления протона
Бутан-2-ол: катион и два пути отщепления протона

Примеры

1. Вторичный спирт. Бутан-2-ол при нагревании с серной кислотой образует в основном бут-2-ен (преимущественно транс-изомер) и немного бут-1-ена (рисунок выше).

\[\ce{CH3CH(OH)C2H5 ->[\ce{H2SO4}, t] CH3CH=CHCH3 + CH2=CHC2H5}\]

2. Третичный спирт. 2-Метилпропан-2-ол дегидратируется уже 20 %-й серной кислотой при 50 °C.

3. Этанол. При 140 °C этанол с серной кислотой образует диэтиловый эфир: вторая молекула спирта атакует протонированную по механизму \(S_N2\). При 170 °C образуется этилен.

Этанол и серная кислота: 140 °C — эфир, 170 °C — этилен
Этанол и серная кислота: 140 °C — эфир, 170 °C — этилен

errorОснование спирт не дегидратирует

Спиртовой раствор KOH отщепляет галогеноводород от галогенидов, но не воду от спиртов: гидроксид-ион не уходит. Дегидратацию проводят только в кислоте или после активации группы OH.

edit_noteПопробуйте сами

Какой спирт дегидратируется легче: пентан-1-ол или 2-метилбутан-2-ол?

expand_moreПоказать решение

2-Метилбутан-2-ол: он дегидратируется через третичный карбокатион.

Перегруппировки и мягкие методы

Карбокатион, который образуется при дегидратации, может перегруппироваться, как в реакциях \(S_N1\) (урок 88). Если перегруппировка нежелательна, группу OH активируют иначе, как в уроке 90.

Как предсказать продукт дегидратации

  1. Постройте карбокатион спирта и проверьте, не выгоден ли 1,2-сдвиг атома водорода или алкильной группы к более устойчивому катиону.
  2. От окончательного катиона отщепите протон по правилу Зайцева.
  3. Чтобы избежать перегруппировок, используют оксохлорид фосфора \(\ce{POCl3}\) в пиридине при 0 °C (отщепление E2 из дихлорфосфата) или пропускают пары спирта над оксидом алюминия \(\ce{Al2O3}\) при 350 °C.
Сдвиг метила и расширение цикла при дегидратации
Сдвиг метила и расширение цикла при дегидратации

Примеры

1. Метильный сдвиг. 3,3-Диметилбутан-2-ол \(\ce{(CH3)3CCH(OH)CH3}\) образует в основном 2,3-диметилбут-2-ен и немного 2,3-диметилбут-1-ена (рисунок выше).

2. Расширение цикла. Циклобутилметанол \(\ce{C4H7CH2OH}\) при дегидратации образует циклопентен: катион расширяется до циклопентильного.

3. Без кислоты. Циклогексанол с оксохлоридом фосфора в пиридине образует циклогексен без участия карбокатиона.

errorЭкзоциклический алкен дегидратацией не получить

Кислота превращает спирт в более замещённый эндоциклический алкен. Метиленциклоалканы получают другими способами — реакцией Виттига из кетонов или элиминированием по Коупу (урок 105).

edit_noteПопробуйте сами

Какой главный алкен даёт дегидратация 2,2-диметилпентан-3-ола?

expand_moreПоказать решение

2,3-Диметилпент-2-ен. Вторичный катион превращается в третичный за счёт метильного сдвига, и затем образуется тетразамещённый алкен.

push_pinГлавное

Кислота протонирует OH, уходящей группой становится вода. Третичные и вторичные спирты — через катион (E1): по Зайцеву, с возможными перегруппировками; первичные — E2 из протонированного спирта. Лёгкость: 3° > 2° > 1°. При недостатке кислоты и более низкой температуре конкурирует образование простого эфира. Без перегруппировок: \(\ce{POCl3}\) в пиридине (E2) или \(\ce{Al2O3}\) при 350 °C.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.