10.5 : Alkollerin Alkenlere Asit Katalizli Dehidrasyonu

Bir dehidrasyon reaksiyonunda, bir alkoldeki bir hidroksil grubu, bitişik karbondaki hidrojenle birlikte elimine edilir. Burada ürünler bir alken ve bir su molekülüdür. Alkollerin dehidrasyonu genellikle bir asit katalizörü varlığında ısıtılarak gerçekleştirilir. Birincil alkollerin dehidrasyonu yüksek sıcaklıklar ve asit konsantrasyonları gerektirirken, ikincil ve üçüncül alkoller nispeten ılımlı koşullar altında bir su molekülünü kaybedebilir.

İkincil ve üçüncül alkollerin asit katalizli dehidrasyonu bir E1 mekanizması yoluyla ilerler. İlk olarak alkoldeki hidroksil grubu hızlı bir adımda protonlanarak bir alkiloksonyum iyonu oluşturulur. Daha sonra yavaş, hız belirleyici adımda alkiloksonyum iyonundan bir molekül su kaybolur ve geride bir karbokatyon kalır. Son olarak, H_3O+'nın eşlenik bazı olan su, karbokatyondan bir β hidrojeni uzaklaştırarak alkeni verir. Bu adım asit katalizörünü yeniden üretir.

Bu reaksiyonlarda karbokatyon ara maddenin kararlılığı ana ürünleri belirler. Mümkün olduğunda, ikincil karbokatyonlar daha kararlı üçüncül karbokatyonlar oluşturacak şekilde yeniden düzenlenmeye tabi tutulur. Ek olarak izomerik ürünler mümkün olduğunda, daha fazla değiştirilmiş alken veya Zaitsev ürünü tercih edilir.

Birincil alkoller oldukça kararsız birincil karbokatyonlar verir. Sonuç olarak dehidrasyonları E2 mekanizması yoluyla gerçekleşir. Bu mekanizma aynı zamanda alkolün protonlanmasıyla da başlar. Bir sonraki adımda, bir baz β hidrojeni uzaklaştırır ve bir su molekülü kaybolur. Böylece, bir terminal alken veren bir çift bağ oluşur.

Bununla birlikte, asidik çözeltide, çift bağın rehidrasyonu (Markovnikov kuralına göre) ve ardından 1,2-hidrit değişimi, ikincil bir karbokatyon verebilir. Zaitsev kuralına göre bir proton kaybı, terminal ve yeniden düzenlenmiş alkenlerin bir karışımıyla sonuçlanır.

İkincil veya üçüncül alkoller, eğer hidroksil grubu ilk önce tosilat gibi iyi bir ayrılan gruba dönüştürülürse, E2 mekanizması yoluyla dehidrasyona uğrayabilir. Tosilatın güçlü bir bazla işlenmesi alkeni verir.