親電加成與親核加成的區(qū)別

1、親電加成與親核加成的區(qū)別親電加成與親核加成的區(qū)別加成反應(yīng)就是有機(jī)化學(xué)中 一類(lèi)最基本的化學(xué)反應(yīng) , 它主要包含親電加成反應(yīng)、親核加成反應(yīng)與游離基加成反應(yīng)幾大類(lèi)。 其中由于親電加成與親核加成的“形式”相像 , 而本質(zhì)卻存在著很大的差別 , 因而學(xué)生往往會(huì)對(duì)親電加成與親核加成區(qū)分不清 , 產(chǎn)生混淆 , 例如為什么同樣就是雙鍵 , 碳碳雙鍵易發(fā)生親電加成反應(yīng)而碳氧雙鍵卻易發(fā)生親核加成反應(yīng)。 本文就簡(jiǎn)單分析分析親電加成與親核加成的本質(zhì)區(qū)別。關(guān)鍵詞 :親電加成 , 親核加成 , 結(jié)構(gòu)特征 , 反應(yīng)機(jī)理一 、親電試劑與親核試劑就一個(gè)反應(yīng)來(lái)講 , 就是親電的還就是親核的 , 通常規(guī)定由進(jìn)攻試劑就是親電的還就是

2、親核的來(lái)決定。 所以要弄清楚什么就是親電加成反應(yīng)什么就是親核加成反應(yīng) , 就必須先弄清楚親電試劑與親核試劑的含義。 所謂親電試劑 就是針對(duì)進(jìn)攻試劑講的 , 它一般就是一個(gè)缺電子的正離子也可以就是偶極或誘導(dǎo)偶極正的一端 , 由于缺電子 , 所以它總就是傾向于與給電子反應(yīng)物即底物進(jìn)行反應(yīng) , 因此我們把它叫做親電試劑。 親核試劑也就是對(duì)進(jìn)攻試劑而言的 , 它一般就是一個(gè)富電子的負(fù)離子也可以就是含有孤電子對(duì)的基團(tuán) , 由于富電子 , 所以它傾向于與缺電子反應(yīng)物特別就是碳核發(fā)生反應(yīng) , 因此我們把它叫做親核試劑。二 . 底物的結(jié)構(gòu)特特征1 、親電加成反應(yīng)中底物的結(jié)構(gòu)特征親電加成 的典型代表就就是碳碳雙

3、鍵的親電加成反應(yīng)。碳碳雙鍵包含著處于不同狀態(tài)的兩個(gè)鍵, 一個(gè)較強(qiáng)的鍵 , 另一個(gè)較弱的鍵 由于軌道重的一對(duì)電子比軌道中的一對(duì)電子更為分散, 被碳核拉得較松 ,因此就很容易被極化而導(dǎo)致雙鍵中的二鍵容易斷開(kāi), 形成兩個(gè)更強(qiáng)的鍵。另外由于電子云就是聚集在分子平面的上部與下部,在整個(gè)分子中 ,電子向外暴露的態(tài)勢(shì)較為突出,由此我們可以瞧出它們能遮蔽分子使之不易受到親核試劑的進(jìn)攻 , 相反卻容易受到親電試劑的進(jìn)攻而發(fā)生親電加成反應(yīng)。親電加成與親核加成的區(qū)別碳碳雙鍵。由碳的一個(gè)2s亞層與兩個(gè)2P亞層雜化為三個(gè)sp2雜化軌道 。這三個(gè)sp2雜化軌道分布在同一平面上。苯環(huán) 中的每個(gè)碳原子采用 sp2 雜化方式

4、,每個(gè)碳原子都有一未參加雜化的是平面分子 ,因此 6 個(gè)未參加雜化的 p 軌道互相平行。所以苯分子中有型大p 軌道。由于苯就鍵。2 、親核加成反應(yīng)中底物的結(jié)構(gòu)特征親核加成的典型代表就就是碳氧雙鍵的加成反應(yīng)。碳氧雙鍵就是一個(gè)強(qiáng)極性鍵 , 電子向電負(fù)性較大的氧原子偏移因此碳原子一般為極性鍵正的一端,氧原子一般為極性鍵負(fù)的一端 , 也即就是碳原子為正電荷中心, 氧原子為負(fù)電荷中心 , 由于位于周期表第 6 主族的氧原子具有很強(qiáng)的客納負(fù)電荷的能力 ,當(dāng)它得到電子后可以形成穩(wěn)定的氧負(fù)離子然而位于周期表第4 主族的碳原子 ,不易形成碳正離子與碳負(fù)離子 , 假如形成了碳正離子或碳負(fù)離子, 它很快與其它試劑作

5、用 , 因此碳正離子的活性大于氧負(fù)離子 , 當(dāng)羰基化合物發(fā)生反應(yīng)時(shí) ,碳正離子的親電中心就起著決定性的作用, 由親核試劑首先進(jìn)攻碳原子而發(fā)生親核加成反應(yīng)。三 . 親電加成與親核加成的反應(yīng)機(jī)理1、親電加成的反應(yīng)機(jī)理親電試劑( 帶正電的基團(tuán) ) 進(jìn)攻不飽與鍵引起的加成反應(yīng)、反應(yīng)中, 不飽與鍵( 雙鍵或三鍵) 打開(kāi) , 并與另一個(gè)底物形成兩個(gè)新的鍵、反應(yīng)分兩步進(jìn)行:第一步親電試劑對(duì)雙鍵進(jìn)攻形成碳正離子、第二步親核試劑與碳正離子中間體結(jié)合, 形成加成產(chǎn)物、反應(yīng)的決速步由親電試劑進(jìn)攻而引起的加成反應(yīng) , 故稱(chēng)為親電加成反應(yīng)、親電加成中最常見(jiàn)的不飽與化合物就是烯烴與炔烴、親電加成機(jī)理親電加成有多種機(jī)理 ,

6、 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(guò)渡態(tài)機(jī)理、反應(yīng)采取哪種機(jī)理進(jìn)行與親電試劑與不飽與化合物的性質(zhì)、 溶劑的極性與過(guò)渡態(tài)的穩(wěn)定性等都有很大關(guān)系 , 一般來(lái)說(shuō) , 在鹵素加成反應(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)親電加成與親核加成的區(qū)別理進(jìn)行 ( 有時(shí)也經(jīng)過(guò)環(huán)狀氯正原子這主要就是因?yàn)閮煞N鹵素原子電負(fù)性與原子半徑不同 , 溴的孤電子對(duì)容易與碳正離子 p 軌道重疊 , 發(fā)生電子云的離域 , 而氯則不然、不同的機(jī)理也會(huì)產(chǎn)生立體選擇性不同的產(chǎn)物、碳正離子機(jī)理得到順式加成與反式加成產(chǎn)物的混合物 , 離子對(duì)機(jī)理得到的就

7、是順式加成產(chǎn)物。對(duì)于不對(duì)稱(chēng)的親電加成反應(yīng)來(lái)講, 反應(yīng)一般符合馬氏規(guī)則, 產(chǎn)物具有區(qū)域選擇性、但雙鍵碳上連有吸電子基團(tuán)或以有機(jī)硼化合物作親電試劑時(shí) , 產(chǎn)物就是反馬氏規(guī)則的 , 例如烯烴與乙硼烷生成烷基硼的反應(yīng)、主要的親電加成反應(yīng)類(lèi)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)、以及與硫酸、次鹵酸、有機(jī)酸、醇與酚的加成反應(yīng) ; 對(duì)于炔烴 , 主要有 : 鹵素加成反應(yīng)、加鹵化氫反應(yīng)與水合反應(yīng)、由于 s p 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)

8、時(shí) , 主要發(fā)生的不就是親電加成反應(yīng) , 而就是親電芳香取代反應(yīng)、其她的加成反應(yīng)主要機(jī)理還有親核加成反應(yīng)、 自由基加成反應(yīng)與環(huán)加成反應(yīng)、2、親核加成的反應(yīng)機(jī)理親核加成 , 就是親核試劑 ( 帶負(fù)電的基團(tuán) ) 進(jìn)攻不飽與鍵引起的加成反應(yīng)、進(jìn)攻試劑本身已不具有獲取電子傾向 , 而有提供電子能力 , 如醇、 -SH(巰 ) 、胺基與炔反應(yīng)時(shí) , 就是有提供電子能力的 RO-(不就是離子 , 未達(dá)到電離程度 ) 先進(jìn)攻炔鍵 , 稱(chēng)親核加成、此反應(yīng)就是由親核試劑與底物發(fā)生的加成反應(yīng)、 反應(yīng)發(fā)生在碳氧雙鍵、 碳氮叁鍵、碳碳叁鍵等等不飽與的化學(xué)鍵上、 最有代表性的反應(yīng)就是醛或酮的羰基與格氏試劑加成的反應(yīng)、例

9、如 :RC=O+ R-Mg-Cl RRC-O-Mg-Cl 再水解得醇 , 這就是合成醇的良好辦法、在羰基中 ,O 稍顯電負(fù)性 ; 在格氏試劑中 ,C-Mg 相連 ,Mg 稍顯電正性 ,C 就是親核部位、于就是格式試劑的親核碳進(jìn)攻親電的羰基碳 , 雙鍵打開(kāi) , 新的 C-C 鍵形成、水、醇、胺類(lèi)以及含有氰離子的物質(zhì)都可以與羰基加成、碳氮叁鍵 ( 氰基 ) 的親核加成主要表現(xiàn)為水解生成羧基、此外 , 端炔的碳碳叁鍵也可以與 HCN等親核試劑發(fā)生親核加成 , 如乙炔與氫氰酸反應(yīng)生成丙烯腈 (CH=CH-CN)、其她重要的親核加成反應(yīng)有: 麥克爾加成、醇醛加成 / 縮合、等等四 . 取代基對(duì)反應(yīng)速度的

10、影響1 、對(duì)親電加成反應(yīng)的影響對(duì)親電加成反應(yīng)來(lái)說(shuō),雙鍵碳上的電子云密度越高越利于親電試劑的進(jìn)攻,因此當(dāng)排斥電子的原子團(tuán)與不飽與碳原子相連時(shí)則增大反應(yīng)的反應(yīng)速度,例如烷基等。當(dāng)吸引電子的原子團(tuán)與不飽與碳原子相連時(shí)則減小反應(yīng)的反應(yīng)速度 , 例如鹵素、羧基等。2 、對(duì)親核加成反應(yīng)的影響親電加成與親核加成的區(qū)別對(duì)親核加成反應(yīng)來(lái)說(shuō) , 羰基的反應(yīng)性能主要決定于羰基碳上的正電荷量 , 正電荷量越大越利于親核試劑的進(jìn)攻 , 也就越利于加成反應(yīng)的進(jìn)行 , 所以當(dāng)羰基碳上連有吸引電子的原子團(tuán)時(shí)則可增大反應(yīng)速度 , 例如 ClCH2CHO就比 CH3CHO的反應(yīng)速度快 , 當(dāng)羰基上連有排斥電子的原子團(tuán)時(shí)則可以減小

11、反應(yīng)速度 , 例如R2C=O就比 H2C=O的反應(yīng)速度慢。 另外這里需要注意的就是在羰基的加成反應(yīng)中取代基的電子效 應(yīng)不就是唯一影響羰基反應(yīng)性能的因素 , 空間效應(yīng)也就是影響羰基活性的重要因素之一 , 例如當(dāng)親核試劑進(jìn)攻羰基時(shí) , 就空間效應(yīng)而論 , 親核體靠近羰基碳原子的最低能 障方向就是在平面羰基化合物的上面或下面 , 似乎也偏向在碳原子的后側(cè) , 因?yàn)閹?kù)倫電勢(shì)在親核體與羰基上高電子云密度的氧原子之間排斥它們的接近。 增加 R 集團(tuán)的 體積會(huì)使反應(yīng)變慢 , 因?yàn)樵瓉?lái)羰基化合物上的 SP2 雜化碳原子 (R-C-R 鍵角約 =109), 這樣當(dāng) R 的體積增大時(shí) , 隨著反應(yīng)的進(jìn)行 ,R 集團(tuán)將互相靠的更 緊 , 即過(guò)渡態(tài)將更為擁擠 , 因此它的能級(jí)便增加而反應(yīng)速 度 便 下 降 了 。 所 以 我 們 所 講 的 羰 基 化 合 物 的 反 應(yīng) 速 度 順 序 入H2C=O,RHC=O,R2C=O,五 . 總結(jié)親電加成反應(yīng)就是親電試劑 ( 帶正電的基團(tuán) , 電子云密度小 ) 進(jìn)攻不飽與鍵引起的加成反應(yīng)、反應(yīng)中 , 不飽與鍵 ( 雙鍵或三鍵 ) 打開(kāi) , 并與另一個(gè)底物形成兩個(gè)新的鍵、親電加成中最常見(jiàn)的不飽與化合物就是烯烴與炔烴、親核加成就是反應(yīng)物的鍵受親核試劑 ( 電子云密度高 ) 進(jìn)