有機(jī)化學(xué)幾個(gè)重要的反應(yīng)總結(jié)

親電加成反應(yīng)不飽和烴都含有π鍵。烯烴分子中π軌道處于雙鍵的上方和下方，π電子是裸露的，易于受親電試劑的攻擊親電試劑(electrophiles)：缺電子的試劑親電加成反應(yīng)electrophilicaddition：不飽和烴受親電試劑進(jìn)攻后，π鍵斷裂，試劑的兩部分分別加到重鍵兩端的碳原子上。有機(jī)化學(xué)中的概念，對(duì)進(jìn)攻試劑而言，如果是獲取電子傾向強(qiáng)烈的，如鹵素、氯化氫（中的H+）等，與烯、炔加成反應(yīng)時(shí)，先是由親電的部分（H+、X+）進(jìn)攻多電子的烯、炔鍵，稱親電加成。親電加成反應(yīng)（EA），簡(jiǎn)稱親電加成，是親電試劑（帶正電的基團(tuán)）進(jìn)攻不飽和鍵引起的加成反應(yīng)。反應(yīng)中，不飽和鍵（雙鍵或三鍵）打開，并與另一個(gè)底物形成兩個(gè)新的σ鍵。親電加成中最常見的不飽和化合物是烯烴和炔烴.親電加成有多種機(jī)理，包括：碳正離子機(jī)理、離子對(duì)機(jī)理、環(huán)鎓離子機(jī)理以及三中心過渡態(tài)機(jī)理.反應(yīng)采取哪種機(jī)理進(jìn)行與親電試劑和不飽和化合物的性質(zhì)、溶劑的極性和過渡態(tài)的穩(wěn)定性等都有很大關(guān)系，一般來說，鹵素加成反應(yīng)中，溴與烯烴的加成反應(yīng)主要按照環(huán)鎓離子中間體機(jī)理進(jìn)行，而氯與烯烴的加成反應(yīng)主要按照前兩種機(jī)理進(jìn)行。這主要是因?yàn)閮煞N鹵素原子電負(fù)性和原子半徑不同，溴的孤電子對(duì)容易和碳正離子p軌道重疊，而氯則不然。主要的親電加成反應(yīng)類型，對(duì)于烯烴，主要有：鹵素加成反應(yīng)、加鹵化氫反應(yīng)、水合反應(yīng)、氫化反應(yīng)、羥汞化反應(yīng)、硼氫化-氧化反應(yīng)、Prins反應(yīng)，以及與硫酸、次鹵酸、有機(jī)酸、醇和酚的加成反應(yīng)；對(duì)于炔烴，主要有：鹵素加成反應(yīng)、加鹵化氫反應(yīng)和水合反應(yīng)。由于sp碳原子的電負(fù)性比sp2碳原子電負(fù)性強(qiáng)，與電子結(jié)合得更為緊密，故炔烴的親電加成反應(yīng)一般比烯烴要慢。親電試劑進(jìn)攻芳香環(huán)時(shí)，主要發(fā)生的不是親電加成反應(yīng)，而是親電芳香取代反應(yīng)。其他的加成反應(yīng)主要機(jī)理還有親核加成反應(yīng)、自由基加成反應(yīng)和環(huán)加成反應(yīng)。親電取代反應(yīng)親電取代反應(yīng)一種親電試劑取代其它官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)，這種被取代的基團(tuán)通常是氫，但其他基團(tuán)被取代的情形也是存在的。親電取代是芳香族化合物的特性之一．芳香烴的親電取代是一種向芳香環(huán)系，如苯環(huán)上引入官能團(tuán)的重要方法。其它另一種主要的親電取代反應(yīng)是脂肪族的親電取代。親核取代親核取代反應(yīng)，簡(jiǎn)稱SN，飽和碳上的親核取代反應(yīng)很多。例如，eq\o\ac(○,1)鹵代烷能分別與氫氧化鈉、醇鈉或酚鈉、硫脲、硫醇鈉、羧酸鹽和氨或胺等發(fā)生親核取代反應(yīng)，生成醇、醚、硫醇、硫醚、羧酸酯和胺等。eq\o\ac(○,2)醇可與氫鹵酸、鹵化磷或氯化亞砜作用，生成鹵代烴。eq\o\ac(○,3)鹵代烷被氫化鋁鋰還原為烷烴，也是負(fù)氫離子對(duì)反應(yīng)物中鹵素的取代。當(dāng)試劑的親核原子為碳時(shí)，取代結(jié)果形成碳-碳鍵，從而得到碳鏈增長(zhǎng)產(chǎn)物，如鹵代烷與氰化鈉、炔化鈉或烯醇鹽的反應(yīng)。由于反應(yīng)物結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件的差異，SN有兩種機(jī)理，即單分子親核取代反應(yīng)SN1和雙分子親核取代反應(yīng)SN2。SN1的過程分為兩步：第一步，反應(yīng)物發(fā)生鍵裂(電離)，生成活性中間體正碳離子和離去基團(tuán)；第二步，正碳離子迅速與試劑結(jié)合成為產(chǎn)物。總的反應(yīng)速率只與反應(yīng)物濃度成正比，而與試劑濃度無關(guān)。SN2為舊鍵斷裂和新鍵形成同時(shí)發(fā)生的協(xié)同過程。反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度和試劑濃度都成正比。能生成相對(duì)穩(wěn)定的正碳離子和離去基團(tuán)的反應(yīng)物容易發(fā)生SN1，中心碳原子空間阻礙小的反應(yīng)物容易發(fā)生SN2。如果親核試劑呈堿性，則親核取代反應(yīng)常伴有消除反應(yīng)，兩者的比例取決于反應(yīng)物結(jié)構(gòu)、試劑性質(zhì)和反應(yīng)條件。低溫和堿性弱對(duì)SN取代有利。在有機(jī)化學(xué)制備中，要把現(xiàn)有的試劑轉(zhuǎn)化成自己所需要的物質(zhì)，而該物質(zhì)只是官能團(tuán)上有些差別，這時(shí)候取代反應(yīng)便能解決我們的問題，例如工業(yè)上制備氯仿，則需要用到甲烷和氯氣，使甲烷上的氫原子被氯原子取代生成氯仿等等，在這里，氯氣可以看做是親核試劑，其實(shí)質(zhì)就是氯原子取代了氫原子在碳上的位置。所以取代反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)上一個(gè)很重要的內(nèi)容。下面我就來介紹一下取代反應(yīng)。親核取代反應(yīng)，或稱親核性取代反應(yīng)，通常發(fā)生在帶有正電或部份正電荷的碳上，碳原子被帶有負(fù)電或部份負(fù)電的親核試劑（Nu:-）進(jìn)攻而取代。常分為兩種反應(yīng)機(jī)構(gòu)有2種：-------------------------------------------單分子親核取代反應(yīng)（SN1）第一步是原化合物的解離生成碳正離子和離去基團(tuán)，然后親核試劑與碳正離子結(jié)合。由于速控步為第一步，只涉及一種分子，故稱SN1反應(yīng)。常發(fā)生于：碳上取代基較多（如：-CH3），使得相應(yīng)碳正離子的能量更低，更加穩(wěn)定。同時(shí)位阻效應(yīng)也限制SN2機(jī)理中親核試劑的進(jìn)攻。對(duì)碳陽離子生成有利條件：有許多推電子基幫助穩(wěn)定碳陽離子（3級(jí)碳>2級(jí)碳>1級(jí)碳），一級(jí)碳幾乎不能夠單獨(dú)存在，而會(huì)立刻和周遭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成內(nèi)能更低的分子。SN1親核取代反應(yīng)特性：反應(yīng)速率決定步驟在于離解一步（第一步），所以根據(jù)動(dòng)力學(xué)理論推斷該反應(yīng)為一級(jí)速率反應(yīng)，r=K[反應(yīng)物]。從立體化學(xué)觀點(diǎn)來看，該反應(yīng)的反應(yīng)物若為光學(xué)異構(gòu)物之一，則產(chǎn)物反轉(zhuǎn)機(jī)率略大于50%。在碳陽離子形成時(shí)，整個(gè)分子略呈現(xiàn)平面三角形，親核體可以由平面三角形上下兩側(cè)進(jìn)行攻擊，形成新分子。故理論上反轉(zhuǎn)機(jī)率為50%，但因原先脫離的陰離子影響碳陽離子，故親核劑傾向由反側(cè)攻擊形成反轉(zhuǎn)的產(chǎn)物。該反應(yīng)適合在高極性稍有質(zhì)子性溶劑中進(jìn)行，高極性有助于利用本身極性帶有的部份負(fù)電穩(wěn)定碳陽離子，稍有質(zhì)子性溶劑提供質(zhì)子與較強(qiáng)親核劑（通常是被脫離的）化合有助于反應(yīng)平衡往產(chǎn)物移動(dòng)。雙分子親核取代反應(yīng)（SN2）較強(qiáng)親核劑直接由背面進(jìn)攻碳原子，并形成不穩(wěn)定的一碳五鍵的反應(yīng)中間體，隨后離去基團(tuán)離去，完成取代反應(yīng)。常發(fā)生于：碳原子取代較少（如：-CH3），可較容易使SN2反應(yīng)發(fā)生。對(duì)碳正離子生成有不利條件的環(huán)境下：有許多拉電子基或較少推電子基（1級(jí)碳>2級(jí)碳>3級(jí)碳）。SN2親核取代反應(yīng)特性：反應(yīng)速率決定在兩個(gè)因素上：強(qiáng)親核劑的濃度高低與反應(yīng)物的濃度高低，所以根據(jù)理論推斷該反應(yīng)為典型的二級(jí)速率反應(yīng)，r=K[反應(yīng)物]