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亲电加成反应

指数 亲电加成反应

亲电加成反应(EA),简称亲电加成,是亲电试剂(带正电的基团)进攻不饱和键引起的加成反应。反应中,不饱和键(双键或三键)打开,并与另一个底物形成两个新的σ键。亲电加成中最常见的不饱和化合物是烯烃和炔烃,以最简单的烯烃——乙烯为例,它与亲电试剂发生的加成反应可以通过下式来描述: 亲电加成有多种机理,包括:碳正离子机理、离子对机理、环鎓离子机理以及三中心过渡态机理。这些机理对过渡态的处理都有不同。除最后一种外,其他机理可通过下图依此表示: 反应采取哪种机理进行与亲电试剂和不饱和化合物的性质、溶剂的极性和过渡态的稳定性等都有很大关系,一般来说,卤素加成反应中,溴与烯烃的加成反应主要按照环鎓离子中间体机理进行,而氯与烯烃的加成反应主要按照前两种机理进行。这主要是因为两种卤素原子电负性和原子半径不同,溴的孤电子对容易和碳正离子p轨道重叠,而氯则不然。 不同的机理也会产生立体选择性不同的产物。碳正离子机理得到顺式加成和反式加成产物的混合物,离子对机理得到的是顺式加成产物,而环鎓离子机理得到反式加成产物。 对于不对称的亲电加成反应来讲,反应一般符合马氏规则,产物具有区域选择性。但双键碳上连有吸电子基或以有机硼化合物作亲电试剂时,产物是反马氏规则的,例如烯烃与乙硼烷生成烷基硼的反应。 主要的亲电加成反应类型,对于烯烃,主要有:卤素加成反应、加卤化氢反应、水合反应、氢化反应、羟汞化反应、硼氢化-氧化反应、Prins反应,以及与硫酸、次卤酸、有机酸、醇和酚的加成反应;对于炔烃,主要有:卤素加成反应、加卤化氢反应和水合反应。由于sp碳原子的电负性比sp2碳原子电负性强,与电子结合得更为紧密,故炔烃的亲电加成反应一般比烯烃要慢。 亲电试剂进攻芳香环时,主要发生的不是亲电加成反应,而是亲电芳香取代反应。其他的加成反应主要机理还有亲核加成反应、自由基加成反应和环加成反应。.

39 关系: 加成反应原子半径单分子亲核取代反应反应机理双键不饱和化合物三键乙硼烷乙烯亲电取代反应亲电体亲电芳香取代反应亲核加成反应区域选择性环加成反应硫酸硼氢化-氧化反应碳正离子立体选择性羟汞化反应烯烃炔烃电负性芳香环顺反异构马氏规则过渡态自由基加成Prins反应极性氢化水合溶剂有机硼化合物有机酸

加成反应

加成反应(addition reaction)是一种有机化学反应,它发生在有双键或叁键的物质中。加成反应进行后,重键打开,原来重键两端的原子各连接上一个新的基团。加成反应一般是两分子反应生成一分子,相当于无机化学的化合反应。根据机理,加成反应可分为亲核加成反应,亲电加成反应,自由基加成,和环加成。.

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原子半径

原子半径通常指原子的尺寸,并不是一个精确的物理量,并且在不同的环境下数值也不同。 一个特定的原子的半径值和所选用的原子半径的定义相关,而在不同的环境下给原子半径不同定义比统一的定义更合适。 术语原子半径本身就有疑问:可能指一个自由原子的尺寸,或者可能用作原子(包括分子中的原子和自由原子)尺寸不同测量方式的一个笼统的术语。在下文中,这个术语还包括离子半径,主要是因为共价键和离子键区别不大。而原子的定义“能区分出化学元素的最小粒子”本身就比较含糊,包括了自由原子以及与其它相同或不同原子一起组成化学物的原子。除了离子半径,其他可能指代的半径值包括玻尔半径,范德华半径,共价半径和金属半径等。 原子半径完全由电子决定,原子核的大小为是电子云的十万分之一。值得注意的是原子核没有固定的位置,而电子云没有固定的边界。 虽然有上述的困难,目前还是有很多的测量原子(包括离子)的方法,这些方法通常基于实验测量和计算方式的结合。目前普遍认为原子像一个球体,尺寸在30–300皮米之间,在元素周期表中的原子半径变化有规律可循,从而对元素的化学特性造成影响。.

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单分子亲核取代反应

SN1反应(单分子亲核取代反应)是有机化学中亲核取代反应的一类,其中S代表取代(Substitution),N代表亲核(Nucleophilic),1代表反应的速控步只涉及一种分子。 J. March, Advanced Organic Chemistry, 4th ed., Wiley, New York, 1992.

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反应机理

-- 化学中,反应--用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。虽然整个化学变化所发生的物质转变可能很明显,但为了探明这一过程的反应机理,常常需要实验来验证。 机理详细描述了每一步转化的过程,包括过渡态的形成,键的断裂和生成,以及各步的相对速率大小,等等。完整的反应机理需要考虑到反应物、催化剂、反应的立体化学、产物以及各物质的用量。 反应机理中各步的顺序也是很重要的。有些化学反应看上去是一步反应,但实际上却经由了多步,例如如下反应: 该反应中,实验测得的速率方程为:\ R.

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双键

#重定向雙鍵.

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不饱和化合物

不饱和化合物指含有烯键(C.

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三键

三鍵(),是有機化學中原子與原子之間被3對價電子連結的共價鍵的稱號。.

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乙硼烷

乙硼烷是化学式为B2H6的无机化合物,是目前能分离出的最简单的硼烷。乙硼烷室温下为无色气体,可以与空气形成爆炸性混合物,并且在潮湿空气中自燃。有剧毒。 乙硼烷具有较高的化学活性,容易与各种无机分子和有机分子起反应。这不仅是因为乙硼烷生成热为正值(即所谓吸热化合物),还由于硼对氟、氧、氮、磷等电负性强的元素有很大的亲合力张青莲等。《无机化学丛书》第二卷。北京:科学出版社。。.

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乙烯

乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间用双键连接。 乙烯為合成纖維、合成橡膠、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料,也用於制造氯乙烯、苯乙烯、環氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸藥等,且可用作水果和蔬菜的催熟剂,是一種已證實的植物激素,也是石油化工發展水準之指標。.

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亲电取代反应

亲电取代反应顾名思义,是亲电试剂取代其它官能团的化学反应。被取代的基团通常是氢,但其他基团被取代的情形也是存在的。亲电取代是芳香族化合物的特性之一。芳香烃的亲电取代(Electrophilic aromatic substitution,常缩写为 SEAr)是一种向芳香环系,如苯环上引入官能团的重要方法。若如此分类,另一种主要的亲电取代反应是脂肪族的亲电取代。.

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亲电体

亲电体(Electrophile,意思為电子喜好者)為一化学术语,指在化学反应中对含有可成键电子对的原子或分子(亲核试剂)有亲和作用的原子或分子。 因为亲电试剂可以接受电子,所以它们是路易斯酸(见酸碱反应理论)。大多数亲电试剂为正电性,有一个原子带正电,或有一个原子不具备八隅体电子。 亲电试剂进攻亲核试剂上电子集中的部位。有机化学中常见的亲电子试剂有阳离子(如H3O+ 和 NO2+)、極性分子(如氯化氢、卤代烃、酰卤,和羰基化合物)、可极化中电性分子(如Cl2 和 Br2)、氧化剂(如有机过氧酸)、不具备八隅体电子的试剂(如卡宾和自由基)、以及某些路易斯酸(如 BH3 和 DIBAL)。.

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亲电芳香取代反应

#重定向 亲电芳香取代.

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亲核加成反应

有机化学中,亲核加成(Nucleophilic addition)是反应物的π键受亲核试剂进攻而被取代,形成两个新的共价键。 加成反应局限于以下一些含多重键的底物:.

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区域选择性

区域选择性,立体化学术语。当一个试剂对一个底物有一个以上的反应中心,而主要进攻其中一个的时候,该反应就被认为具有区域选择性。典型的区域选择性反应比如麦克尔加成。麦克尔加成反应中,底物共轭不饱和羰基化合物有两个亲电中心,即羰基碳和β不饱和碳,当亲核试剂与其作用时,主要(常常是唯一)进攻β不饱和碳,生成β位取代的产物。 此外,常见的区域选择性还有芳香亲电取代反应中苯环定位基表现出来的定位效应;具有多个相同官能团的分子(比如多醇)中这些官能团基于位阻差异体现出来的反应性差异;马氏规则描述的反应选择性等等。.

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环加成反应

环加成反应(英文:Cycloaddition)是两个或多个不饱和化合物(或同一化合物的不同部分)结合生成环状化合物,并伴随有系统总键级数减少的化学反应。它可以是周环反应或非协同的分步反应。逆过程称为环消除反应。 环加成反应的两种主要类型是狄尔斯-阿尔德反应和1,3-偶极环加成反应。 根据前线轨道理论,两个分子之间的环加成反应符合以下几点:.

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硫酸

硫酸(化学分子式為)是一种具有高腐蚀性的强矿物酸,一般為透明至微黄色,在任何浓度下都能与水混溶并且放热。有时,在工业製造过程中,硫酸也可能被染成暗褐色以提高人们对它的警惕性。 作為二元酸的硫酸在不同浓度下有不同的特性,而其对不同物质,如金属、生物组织、甚至岩石等的腐蚀性,都归根于它的强酸性,以及它在高浓度下的强烈脱水性(化学性质)、吸水性(物理性质)与氧化性。硫酸能对皮肉造成极大的伤害,因为它除了会透过酸性水解反应分解蛋白质及脂肪造成化学烧伤外,还会与碳水化合物发生脱水反应并造成二级火焰性灼伤;若不慎入眼,更会破坏视网膜造成永久失明。故在使用时,应做足安全措施。另外,硫酸的吸水性可以用来干燥非碱性气体 。 正因為硫酸有不同的特性,它也有不同的应用,如家用强酸通渠剂、铅酸蓄电池的电解质、肥料、炼油厂材料及化学合成剂等。 硫酸被广泛生產,最常用的工业方法為接触法。.

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硼氢化-氧化反应

在有机化学中,硼氢化-氧化反应是烯烃与硼烷加成,再被氧化生成醇的两步有机化学反应。 氢和羟基通过顺式加成生成顺式产物。硼氢化-氧化反应是一个反马氏反应,羟基加成到取代基较少的碳上。在有机合成中,这是一个常用的反应。 反应一般按如下形式进行: 该反应常用四氢呋喃(THF)作为溶剂,有时也用其他的非极性非质子化溶剂。它分为两步:在第一步中,甲硼烷(BH3)与双键加成生成烷基硼,称为烯烃的硼氢化反应。第二步中,烷基硼在碱性条件下与过氧化氢作用生成醇,BH2基团被氧化为羟基,这一步称为烷基硼的氧化反应。.

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碳正离子

碳正離子,又稱作碳陽離子,是一個帶有正電的碳原子,其中最簡單的形式為甲基碳正離子CH3+,跟乙基碳陽離子C2H5+。有些碳正離子基會帶有兩個或更多的正電,正電可能會在同一個或是不同的碳上,如乙烯雙陽離子基C2H42+。 直到1970年代早期,碳陽離子都被視為碳離子。在近代的化學中,帶正電的碳原子就視作一個碳陽離子。根據碳原子的價數可以分成兩大類:三價的碳離子(質子化的碳烯),或五到六價的碳離子(質子化的烷類),而命名法為G.A.Olah所發表,碳正離子能藉由分散或离域正電荷來達到穩定。.

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立体选择性

立体选择性,立体化学术语。 当一个反应生成A, B两个立体异构体,而A产量比B多的时候称相应的反应具有立体选择性。典型的立体选择性反应,比如有维蒂希反应,Horner-Wadsworth-Emmons反应,羟醛反应等等。.

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羟汞化反应

羥汞化反應属于有機反應中的親電加成反應,能把烯烃轉換成饱和的醇類。在本反應中,烯烃和乙酸汞(AcO–Hg–OAc)在水溶液中反應,雙鍵兩端分別接上乙酸汞基团(HgOAc)與羟基(OH)。该反应不经历碳正离子中间体,為反式加成反應(兩基團互為反式),且遵從馬爾科夫尼科夫規則(羥基被加到較多個取代基的碳上)。 之后通常进行還原性的脫汞反應。两步反应合称羥汞化還原反應或羥汞化脫汞反應。.

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烯烃

(alkene)是指含有C.

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炔烃

(alkyne)是一类有机化合物,属于不饱和烃。其官能团为碳-碳三键(-C≡C-)。通式CnH2n-2,其中n為非1正整數。简单的炔烃化合物有乙炔(),丙炔()等。炔烃也被叫做电石气,电石气通常也被用来特指炔烃中最简单的乙炔。 炔字是新造字,左边的火取自“碳”字,表示可以燃烧;右边的夬取自“缺”字,表示氢原子数和化合价比烯烃更加缺少,意味着炔是烷(完整)和烯(稀少)的不饱和衍生物。「炔」的讀音同「缺」。.

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电负性

电负性(electron negativity,簡寫EN),也譯作離子性、負電性及陰電性,是综合考虑了电离能和电子亲合能,首先由莱纳斯·鲍林于1932年提出。它以一组数值的相对大小表示元素原子在分子中对成键电子的吸引能力,称为相对电负性,简称电负性。元素电负性数值越大,原子在形成化学键时对成键电子的吸引力越强。.

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芳香环

芳香环是一类有机芳香化合物。 芳香环拥有共轭的平面环体系,原子间成键并不是不连续的单双键交替,而是被离域π电子云覆盖。典型的芳香环化合物是苯和吲哚。.

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顺反异构

顺反异构(英文:Cis-trans isomerism),舊称几何异构,是存在于某些双键化合物或环状化合物中的一种立体异构现象。由于存在双键或环,这些分子的自由旋转受阻,产生两个物理性質或化學性質均不相同的同分异构体,分别称为顺式(cis)和反式(trans)异构体。 “顺式加成”指的是从双键/三键的同一侧进行加成;“反式加成”指的是从双键/三键的两侧进行加成。 在双键化合物中,若与两个双键原子相连的相同或相似的基团处在双键的同侧,则该化合物被称为“顺式”异构体;若两个基团处于异侧,则定义为“反式”异构体,比如右图所示的2-丁烯的两个同分异构体。 在环状化合物中,若两个相同的取代基位于环平面的同侧,则称该化合物为“顺式”;反之称为“反式”。例如下图的1,2-二氯环己烷的两个异构体: 由于顺式与反式异构体中原子的空间排列不同,它们的物理性质(如熔点、沸点、溶解度)和化学性质通常也有不同。一般来说,反式异构体比顺式异构体稳定。这是因为顺式异构体中两个相同基团处于同侧,可能造成偶极矩的叠加,增加不对称性,而反式异构体中两个基团以双键中心形成中心对称,所造成的影响可以相互抵消。但以上规则也不是绝对的,比如在有些1,2-二卤乙烯、1,2-二氟二氮烯(FN.

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马氏规则

尔科夫尼科夫规则(Markovnikov's Rule / Markownikoff's Rule,简称马氏规则)是有机化学中一个基于扎伊采夫规则的区域选择性经验规则,其内容即:当发生亲电加成反应(如卤化氢和烯烃的反应)时,亲电试剂中的正电基团(如氢)总是加在连氢最多(取代最少)的碳原子上,而负电基团(如卤素)则会加在连氢最少(取代最多)的碳原子上。这个规则是由俄罗斯化学家马尔科夫尼科夫在1870年提出的。Was Markovnikov’s Rule an Inspired Guess? Peter Hughes 1152 Journal of Chemical Education · Vol.

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过渡态

-- --是基元反应反应坐标中能量最高的一点所对应的分子构型。处于过渡态的分子也称为活化络合物。理论上,活化络合物是极不稳定的,它向反应物和生成物转化的概率相等;绝对的不可逆反应中,在过渡态这一时刻,所有的碰撞分子都会转化为产物。根据量子力学理论,活化络合物布居为零,过渡态是能量最高的一点,任何扰动都会导致它的改变,故无法分离出来,也是无法观测到的。 过渡态这一概念,对于理解有机反应机理具有很重要的作用。过渡态理论认为,化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞就可以完成的,而是在反应物到生成物的过程中,经过了一个高能量的过渡态。这与爬山类似,山的最高点便是过渡态。过渡态是一种不稳定的反应物原子组合体,不可逆反应中,它可以很快地分解为产物。通常反应中间体的能量与过渡态相差不大,两者很难区分。借助于飞秒红外光谱,目前已经可以观测到接近过渡态时的分子构型结构。 Hammond假设认为,反应过渡态的结构与反应的吸放热性质有关,吸热反应中过渡态结构与产物更相似,放热反应则相反。过渡态与中间体能量相差不大时,两者的构型差别很小。 以下是氢氧根离子与溴乙烷发生双分子亲核取代反应中的过渡态示意图。.

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醇是有機化合物的一大類,是脂肪烴、脂環烴或芳香烴側鏈中的氫原子被羥基取代而成的化合物。在化學中,醇是任何有機化合物,其中羥基官能團(-OH)被綁定到一個飽和碳原子。通常意义上泛指的醇,是指羟基与一个脂肪族烃基相连而成的化合物;羥基與苯環相連,則由于化学性质与普通的醇有所不同而分类为酚;羥基與sp2雜化的双键碳原子相連,属烯醇类,该类化合物由于会互变异构为醛(只有乙烯醇能變乙醛)或酮,因此大多无法稳定存在。.

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自由基加成

自由基加成是在有機化學中涉及自由基的加成反應 。自由基加成可能是由二個自由基反應,也可能是一個自由基和非自由基反應。以下是自由基加成反應的基本步驟(也稱為作為自由基鏈機制).

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在有机化学中,酚类化合物(phenol)是一类通式为ArOH,结构为芳烃环上的氢被羟基(—OH)取代的一类芳香族化合物。酚类化合物中最简单的酚为苯酚(,亦稱石炭酸)。 虽然结构与醇类似,但酚的性质相对独特而与醇不属同类化合物,这主要因为酚羟基连接于不饱和碳原子上。由于酚类的芳香环紧密的与羟基氧原子结合,而相对使羟基的氧原子与氢原子之间的化学键不是那么牢固,因此酚比起醇类化合物具有更强的酸性。酚上的羟基酸性通常间于脂肪醇与羧酸之间(它们的pKa通常在10-12之间)。 当酚类化合物的羟基失去一个质子(H+),就会形成相应的负离子形态的酚负离子或称为芳基氧负离子,而相应形成的盐称为酚盐或芳基氧盐。 酚化合物还允许一个芳香环上连接两个或数个羟基,其中最简单的是苯二酚,它的结构是两个羟基连接在一个苯环上。一些酚类化合物具有杀菌效果,可制成消毒剂。另外一些具有雌激素作用或内分泌干扰素的活性。.

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Prins反应

#重定向 普林斯反应.

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极性

極性(polarity),在化學中指一根共價鍵或一個共價分子中電荷分佈的不均勻性。如果電荷分佈得不均勻,則稱該鍵或分子為極性;如果均勻,則稱為非極性。 物質的一些物理性質(如溶解性、熔沸點等)與分子的極性相關。.

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氢化

氢化是一种化工单元过程,是有机物和氢起反应的过程,由于氢不活跃,通常必须有催化剂的存在才能反应。但无机物和氢之间的反应,如氮和氢反应生成氨,一氧化碳和氢反应生成甲醇在化工过程中不叫氢化,而叫“合成”。 氢化在化工生产中一般分为两种:.

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氯是一种卤族化学元素,化学符号為Cl,原子序数為17。.

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水合

水合反应(hydration reaction),也叫作水化。 在无机化学中指物质溶解在水里时,与水发生的化学作用。一般指溶质分子(或离子)和水分子发生作用,形成水合分子(或水合离子)的过程。 例子 无水硫酸铜与水作用生成五水硫酸铜: CuSO4+5H2O→CuSO4·5H2O 在有机化学中指分子中的不饱和键(双键或三键)在催化剂作用下与水化合的作用。如乙烯与水在一定温度、压力和催化剂的条件下,发生反应生成乙醇: CH2.

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溴,是一個化學元素及一種鹵素;元素符號Br,原子序35。溴分子在標準溫度和壓力下是有揮發性的紅棕色液體,活性介於氯與碘之間。纯溴也称溴素。溴蒸氣具有腐蝕性,并且有毒。在2007年,約有556,000公噸的溴被製造。Jack F. Mills "Bromine" in Ullmann's Encyclopedia of Chemical Technology Wiley-VCH Verlag; Weinheim, 2002.

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溶剂

溶剂是一种可以溶解固体,液体或气体溶质的液体,继而成为溶液。在日常生活中最普遍的溶剂是水。而所谓有机溶剂即是包含碳原子的有机化合物溶剂。溶剂通常拥有比较低的沸点和容易挥发。或是可以由蒸馏来去除,从而留下被溶物。因此,溶剂不可以对溶质产生化学反应。它们必须为低活性的。溶剂可从混合物萃取可溶化合物,最普遍的例子是以热水冲泡咖啡或茶。溶剂通常是透明,无色的液体,他们大多都有独特的气味。 溶液的浓度取决于溶解在溶剂内的物质的多少。溶解度则是溶剂在特定温度下,可以溶解最多多少物质。 有机溶剂主要用于干洗(例如四氯乙烯),作涂料稀释剂(例如甲苯、香蕉水、松香水、松节油),作洗甲水或去除胶水(例如丙酮,醋酸甲酯,醋酸乙酯),除锈(例如己烷),作洗洁精(柠檬精),用于香水(酒精)跟用于化学合成。.

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有机硼化合物

有机硼或有机硼化合物是一类硼烷BH3的有机衍生物,如:三烷基硼烷。有机硼化学或有机硼烷化学是研究这类化合物的化学。 在有机化学中,有机硼化合物因其多种变化而被广泛应用,其中如常用的还原反应:硼氢化反应。.

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有机酸

有機酸是指一些具有酸性的有机化合物,如羧酸和磺酸。羧酸,其酸性源於羧基 (-COOH)或磺酸基(SO3H)。 有机酸一般为弱酸,但也有例外,如三氟乙酸接近于强酸。大部分有機酸屬於弱電解質。 有機酸可與醇反應生成酯。此過程稱為酯化反應。 有機酸的通式是CnH2n+1COOH,n可以等於0以上 (含0)的整數。.

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