Реакции присоединения — Википедия

Реакции присоединения (англ. addition reaction) — в органической химии так называются химические реакции, в которых одни химические соединения присоединяются к кратным (двойным или тройным) связям другого химического соединения. Присоединение может осуществляться как по связи углерод-углерод, так и по связи углерод-гетероатом. Реакции присоединения обозначают английскими буквами «Ad».

Общий вид реакций присоединения по связи углерод-углерод:

${\mathsf {-{\stackrel {|}{C}}\!\!=\!\!{\stackrel {|}{C}}\!\!-+\ X\!\!-\!\!Y}}\rightarrow {\mathsf {-{\stackrel {|\ }{CX}}\!\!-\!\!{\stackrel {|\ }{CY}}\!\!-}}$

${\mathsf {-C}}\!\!\equiv \!{\mathsf {\!C\!\!-+\ X\!\!-\!\!Y}}\rightarrow {\mathsf {-CX\!\!=\!\!CY\!\!-}}$

Общий вид реакций присоединения по связи углерод-кислород:

${\mathsf {-{\stackrel {|}{C}}\!\!=\!\!{\mathsf {O}}+\ X\!\!-\!\!Y}}\rightarrow {\mathsf {-{\stackrel {|\ }{CY}}\!\!-\!\!{\mathsf {OX}}}}$

Обычно реагент, к которому происходит присоединение, называют субстратом, а другой («Х-Y») — атакующим реагентом.

Примером реакции присоединения может служить бромирование этилена:

Реакции присоединения часто являются обратимыми, составляя пару с реакциями отщепления, поэтому следует иметь в виду, что механизм для такой «парной» реакции присоединения-отщепления является общим^[1].

В зависимости от природы атакующей частицы и механизма реакции различают нуклеофильное, электрофильное, радикальное или синхронное присоединение.

Реакции нуклеофильного присоединения[править | править код]

В реакциях нуклеофильного присоединения атакующей частицей является нуклеофил, то есть отрицательно заряженная частица или частица со свободной электронной парой.

Общий вид реакций нуклеофильного присоединения:

${\mathsf {R'\!\!-\!\!CR''\!\!=\!\!CR'''\!\!-\!\!R''''+Y^{-}}}\rightarrow {\mathsf {R'\!\!-\!\!CR''^{-}\!\!-\!\!CR'''Y\!\!-\!\!R''''+X^{+}}}\rightarrow {\mathsf {R'\!\!-\!\!CR''X\!\!-\!\!CR'''Y\!\!-\!\!R''''}}$

Реакции нуклеофильного присоединения обозначаются «Ad_N».

Реакции нуклеофильного присоединения по связи С=С довольно редки, наибольшее распространение и практическое значение имеет присоединение по связи С=O^[2]:

Среди реакций нуклеофильного присоединения наиболее распространен приведенный выше двухстадийный бимолекулярный механизм Ad_N2 : вначале нуклеофил медленно присоединяется по кратной связи с образованием карбаниона, который на второй стадии быстро атакует электрофильная частица^[3].

Реакции электрофильного присоединения[править | править код]

В реакциях электрофильного присоединения атакующей частицей является электрофил, то есть положительно заряженная (с дефицитом электронов) частица, чаще всего протон H⁺.

Общий вид реакций электрофильного присоединения:

${\mathsf {R'\!\!-\!\!CR''\!\!=\!\!CR'''\!\!-\!\!R''''+X^{+}}}\rightarrow {\mathsf {R'\!\!-\!\!CR''^{+}\!\!-\!\!CR'''X\!\!-\!\!R''''+Y^{-}}}\rightarrow {\mathsf {R'\!\!-\!\!CR''Y\!\!-\!\!CR'''X\!\!-\!\!R''''}}$

Реакции электрофильного присоединения обозначаются «Ad_E».

Реакции электрофильного присоединения широко распространены среди реакций непредельных углеводородов: алкенов, алкинов и диенов^[4].

Примером таких реакций служит гидратация алкенов:

Электрофильное присоединение по связи углерод-гетероатом также достаточно распространено, причем чаще всего такой связью является С=O:

Среди реакций электрофильного присоединения наиболее распространен приведенный выше двухстадийный бимолекулярный механизм Ad_E2 : вначале электрофил медленно присоединяется по кратной связи с образованием карбкатиона, который на второй стадии подвергается нуклеофильной атаке^[3].

Реакции радикального присоединения[править | править код]

В реакциях радикального присоединения атакующей частицей являются свободные радикалы.

Реакции радикального присоединения обозначаются «Ad_R».

Реакции радикального присоединения обычно протекают вместо реакций электрофильного присоединения в присутствии источника свободных радикалов^[3]:

Реакции синхронного присоединения[править | править код]

В некоторых случаях присоединение по кратной связи происходит с одновременной атакой обоих атомов, что не позволяет определить приоритет атаки. Такой механизм называется синхронным присоединением. Реакции синхронного присоединения приводят к образованию циклических продуктов, поэтому они часто носят название циклоприсоединение.

Примечания[править | править код]

↑ Керри Ф, Сандберг Р. Углубленный курс органической химии: пер. с англ., в 2-х томах. — М.: Химия, 1981.
↑ Химическая энциклопедия./ Нуклеофильные реакции. // Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988 год. — Т. 3.
↑ ¹ ² ³ Марч Дж. Органическая химия, пер. с англ., т. 3, — M.: Мир, 1988
↑ Химическая энциклопедия./ Электрофильные реакции. // Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988 год. — Т. 5.

[kerry-1] Керри Ф, Сандберг Р. Углубленный курс органической химии: пер. с англ., в 2-х томах. — М.: Химия, 1981.

[en-2] Химическая энциклопедия./ Нуклеофильные реакции. // Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988 год. — Т. 3.

[march-3] ¹ ² ³ Марч Дж. Органическая химия, пер. с англ., т. 3, — M.: Мир, 1988

[en2-4] Химическая энциклопедия./ Электрофильные реакции. // Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988 год. — Т. 5.

[1]

[2]

[3]

[4]

Химические реакции в органической химии
Реакции замещения	Реакции нуклеофильного замещения Реакции электрофильного замещения Реакции радикального замещения
Реакции присоединения	Реакции нуклеофильного присоединения Реакции электрофильного присоединения Реакции радикального присоединения Реакции циклоприсоединения
Реакции элиминирования	Реакции гетеролитического элиминирования Реакции перициклического элиминирования Реакции радикального элиминирования
Реакции перегруппировки	Нуклеофильные перегруппировки Электрофильные перегруппировки Радикальные перегруппировки
Реакции окисления и восстановления	Реакции окисления Реакции восстановления
Прочее	Именные реакции в органической химии