有机化学：单分子消除反应的历程与重排反应

1.单分子消除反应历程（E1）

与单分子亲核取代反应类似，单分子消除反应历程的第一步也是生成碳正离子，不同的是，第二步进攻试剂不是进攻卤原子所连的碳原子，而是进攻β-C原子上的氢。在进攻试剂的碱性作用下，氢以质子的形式从β-C原子上脱下，β-C原子与氢原子之间的共用电子对留在β-C原子上，同时发生电子云的重新分配，在α-C原子与β-C原子之间形成双键。反应历程可以表示如下：

在这个反应历程中，碳正离子的生成是慢步骤，也是整个反应速率的决定性步骤，即整个反应的速率只与卤代烷的浓度有关，是一级反应，因此按这种历程消除的反应称为单分子消除反应（E1）。

由于反应的第一步是碳正离子的生成，因此第二步中进攻试剂同时具有与α-C正离子结合或者与β-H原子结合的机会，也即SN1反应和E1反应是竞争关系，在发生一种反应的同时也会发生另一种反应。

与单分子亲核取代反应一样，在单分子消除反应过程中有碳正离子中间体的生成，所以常伴随有重排反应的发生。

思考题5-10　2，2-二甲基-3-氯丁烷在碱性条件下反应时，生成的主要产物为2，3-二甲基-2-丁烯和2，3-二甲基-3-氯丁烷，为什么？(www.xing528.com)

2.双分子消除反应历程（E2）

在双分子亲核取代反应中，当进攻试剂OH-与卤代烷反应时，由于OH-既具有亲核性，又具有碱性，因此它既可进攻α-C原子发生亲核取代反应，又可进攻β-H原子发生消除反应。当进攻试剂进攻β-H时，β-H首先和进攻试剂部分结合，同时，β-C原子和β-H之间的电子云向卤原子方向分散而使C—X键的结合力削弱而伸长，这一过程需要消耗能量，故这一步是整个反应的慢步骤，也是决定整个反应速率的一步。当整个结构过渡态的能量达到最高时，β-H与进攻试剂结合而离去，同时卤原子也完全脱离碳原子呈X-离去，分子内电子发生重新分配而形成双键，这个过程释放能量，进行得很快，为整个反应的快步骤。经过这两个步骤，产物即可形成。

在这个反应中，β-H与进攻试剂的结合、离去基团的离去和产物分子中双键的形成是同步进行的，故整个反应的速率与卤代烷和亲核试剂的浓度都有关系，是二级反应，因此，按这种历程消除的反应称为双分子消除反应（E2）。

思考题5-11　2-碘丁烷在碱性条件下反应时，生成的主要产物为2-丁烯和2-丁醇，为什么？