加成反应

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  加成反应(addition reaction),不饱和化合物的一种特征反应。反应物分子中以重键结合的或共轭不饱和体系末端的两个原子,在反应中分别与由试剂提供的基团或原子以σ键相结合,得到一种饱和的或比较饱和的加成产物。产物可以是稳定的;也可以是不稳定的中间体,随即发生进一步变化而形成稳定产物。加成反应可分为离子型加成、自由基加成、环加成和异相加成等几类。其中最常见的是烯烃的亲电加成和羰基的亲核加成。

  烯烃亲电加成反应 烯烃可以与多种亲电试剂发生加成反应。例如烯烃与溴的加成,两个溴原子与以双键结合的两个碳原子分别以σ键相结合。烯烃与无机酸和强有机酸都能发生亲电加成,与弱有机酸的加成要在强酸催化下才能进行,生成相应的酯,但烯烃与次卤酸的加成产物却是a-卤代醇。烯烃与水在酸催化下发生加成反应生成醇,低级烯烃的这种反应是一些醇类的工业生产方法。当不对称试剂与不对称烯烃加成时,一般都是符合马尔科夫尼科夫规则,即试剂中的带正电荷部分加在烯烃分子中含氢较多的不饱和碳原子上。

  烯烃与硼烷的加成是广泛应用的合成反应。烯烃被有机过酸、臭氧和高锰酸钾等试剂氧化,实质上也是加成反应。烯烃与氢气的加成要在催化剂作用下才能进行。烯烃与溴化氢在少量过氧化物作用下能发生自由基加成。烯烃与氯化氢或碘化氢在相同的条件下不能进行自由基加成,炔烃也能发生亲电加成,但反应速率比相应烯烃慢。

  羰基亲核加成反应 醛或酮的羰基可与氢氰酸、亚硫酸氢钠、有机锂化合物、有机镁化合物等亲核试剂发生加成反应,反应的难易取决于羰基碳原子亲电性强弱和空间阻碍大小以及亲核试剂亲核性强弱等因素。醛一般比酮活泼。亚硫酸氢钠与酮反应较难,芳香酮一般不起反应,脂肪酮中只有羰基连有甲基的甲基酮才能反应。醛或酮与金属有机化合物的加成物经水解便得醇类,是实验室合成醇类的重要方法。

  醛或酮都能与肼、羟胺、苯肼、氨基脲等羰基试剂作用,加成物随即失水而得腙、肟、苯腙、缩氨脲等衍生物,这种衍生物结晶性能良好,并可水解为原来的醛或酮,故广泛应用于提纯和鉴定。酰卤、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生物在水解、醇解、酸解或氨解中,也都是试剂上未共用电子对对羰基碳的加成,然后从加成物中失去一个离去基团而得到产物,例如酯的碱性水解反应生成羧酸盐。