用「成對的雙鹵化合物a germinal dihalide」或「相鄰的雙鹵化合 a vicinal dihalide」，進行脫鹵化氫反應，可以製造出「乙烯鹵化物vinyl halides」。

有機化學的基礎311

1.      用「成對的雙鹵化合物a germinal dihalide」或「相鄰的雙鹵化合 a vicinal dihalide」，進行脫鹵化氫反應，可以製造出「乙烯鹵化物vinyl halides」。

2.      「成對的雙鹵化物germinal dihalide」，是同一個碳原子上連接2個鹵原子；「相鄰的雙鹵化物vicinal dihalide」，是2個互相連接的碳原子，各自連接1個鹵原子：
 

3.      如果是使用醇鹼進行脫去反應，每個分子會失去一當量的「鹵化氫HX」，然後反應就停止在烯產物。（注：一當量的「鹵化氫HX」就是指1個鹵素與1個氫）

4.      如果是使用更強的鹼進行脫去反應，例如胺基鈉 sodium amide，NaNH2，反應就不會停止在烯產物，還會繼續進行，再失去第二當量的「鹵化氫HX」，製造出炔alkyne。（注：失去2當量的「鹵化氫HX」就是失去2個鹵素和2個氫；「炔alkyne」是含有三鍵化學鍵的分子）

5.      在「四氯化碳CCl4」溶劑中，「烯」與「溴Br2」反應製造出「相鄰的二溴化物 vicinal dibromides」；再用一定的方法，使「二溴化物」再失去2當量的「溴化氫HBr」，那原本的「烯」就會轉換成「炔」。
 

n   翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》

研究心得：

1.      為什麼用比較弱的鹼對雙鹵化物進行脫去反應，每個分子會失去一當量的「鹵化氫HX」，如果用比較強的鹼對雙鹵化物進行脫去反應，每個分子會失去二當量的「鹵化氫HX」？

2.      依據布忍斯特與路易斯的酸鹼理論，鹼有二個定義：接受質子的物質或提供電子的物質。因此鹼性愈強的分子，抓取質子酸的能力愈強，硬塞電子給其他原子的能力愈強。

3.      雙鹵化物是一種鹵烷分子，有三種路徑可以進行脫去反應。鹼的特性是會去吸引酸，因此鹼會去吸引雙鹵化物的「質子/氫原子核H⁺」結合，使「質子/氫原子核H⁺」率先脫離，然後剔除鹵離子，完成第一次E2或E1CB的脫去反應。

4.      如果刺激脫去反應進行的是弱鹼，代表「鹼」抓取質子的能力有限，完成雙鹵化物第一次E2或E1CB的脫去反應之後，就會停止在製造出「乙烯鹵化物」的這個位置。如果鹼分子是強鹼，代表它抓取質子的能力很強，它還有能力繼續抓取第2個質子，進行第二次的脫去反應，製造出炔。

5.      請問強鹼能不能讓「雙鹵化物」走E1路徑完成脫去反應，製造出「炔」？

6.      鹵化物載體分子能不能走E1脫去反應，關鍵在中間產物「碳陽離子」的穩定度，碳陽離子穩定度高才有辦法完成E1脫去反應的全部程序。

7.      雙鹵化物有二種，E1脫去反應第一步驟產生的中間產物「碳陽離子」也有二種，我們一一分析它們的構造。

8.      如果載體是「成對的雙鹵化物a germinal dihalide」，脫去1個鹵離子後製造出來的中間產物「碳陽離子」，帶正電的「碳」銜接2個碳氫原子群和1個鹵素，共接3個取代基，因此稱為「三級碳」。

9.      取代基有保護作用，取代基愈多碳陽離子的穩定度愈高，碳陽離子愈有足夠的時間進行E1脫去反應的第二步驟。由於「成對的雙鹵化物a germinal dihalide」的中間產物是三取代基的「碳陽離子」，應該十分容易完成E1脫去反應，製造出「乙烯基鹵化物」。

10.  如果載體是「相鄰的雙鹵化物 a vicinal dihalide」，脫去1個鹵離子後製造出來的中間產物「碳陽離子」，帶正電的「碳」銜接2個碳氫原子群和1個氫原子，共有2個取代基（氫原子太小，不算取代基），稱為「二級碳」。

11.  「相鄰的雙鹵化物 a vicinal dihalide」的中間產物是「二級碳陽離子」，「二級碳」的穩定度比「三級碳」低，比「一級碳」高，有機會可以完成E1脫去反應。

12.  雙鹵化物完成第一次的E1脫去反應後，製造出乙烯鹵化物。乙烯鹵化物走E1路徑製造出來的中間產物「碳陽離子」非常不穩定，不穩定的因素有：

l   「碳陽離子」的最外層軌域是「sp混成軌域」。與「sp²混成軌域的碳陽離子」相比，「sp混成軌域」的「碳陽離子」空的p軌域比較多，由p軌域組成的π鍵電子距離原子核比較遠，所以正電性更強，非常容易把剛脫離的離去基搶回來，恢復成反應物「乙烯鹵化物」的狀態。

l   直線式的分子結構使取代基難以包覆保護「碳陽離子」，「碳陽離子」帶正電的部分對外裸露，非常容易吸引剛脫離的離去基（帶負電）回頭鍵結，或吸引周遭其他帶負電的物質進行其他種類的競爭反應。

因為乙烯鹵化物走E1路徑製造出來的中間產物「碳陽離子」存在時間過短、不穩定，乙烯鹵化物沒有辦法進行E1機制脫去反應。

13.  結論：強鹼只能讓「雙鹵化物」在第一次脫去反應走E1路徑，第二次脫去反應則不行，必須進行E2或E1cB脫去反應。