第一节 有机反应的分类
一.试剂的分类
1.反应物和试剂
反应物(或作用物)和试剂之间并没有十分严格的界限,是个相对的概念、习惯用语。本来相互作用的两种物质,即可互为反应物,也可互为试剂。但为了讨论和研究问题时方便,从经验中人为的规定反应中的一种有机物为反应物,无机物或另一种有机物为试剂。例如乙烯与溴的加成反应,乙烯为反应物,溴为试剂。苯肼与醛、酮的反应,醛、酮为反应物,苯肼为试剂。
2.试剂的分类
有机反应中的试剂(无机试剂和有机试剂)按有机反应历程可分为极性(或离子型)试剂和非极性(自由基)试剂两大基本类型。非极性试剂是指自由基或容易产生自由基的化合物,极性试剂是指含偶数电子的正、负离子或极性分子。
从试剂的电子结构来看,极性试剂是指那些能够接受和供给一对电子以形成共价键的试剂。因此,极性试剂又分为两类,在离子型反应中供给一对电子与反应物生成共价键的试剂叫做亲核试剂,而从反应物接受一对电子生共价键的试剂叫做亲电试剂,从广义的酸、碱概念的角度上来说,路易斯碱都是亲核的,故为亲核试剂;而路易斯酸都是亲电的,则为亲电试剂,在一般的离子型反应中,极性试剂的分类如下表所示:
亲核和亲电只有相对的意义,某些试剂可以随着反应条件和与相互作用的物质性质的不同,或者表现为亲电性或者表现为亲核性,例如水和氨等少数无机试剂。再如氯在极性环境下与烯烃加成表现为亲电性。而在高温或光照下与烷烃发生取代反应时则表现为非极性。个别有机试剂也存在这种情况。醇与卤代烷的成醚反应表现为亲核性。而醇与金属有机化合物的反应则表现为亲电性。某些试剂既具有亲电中心又有亲核中心,它究竟属于哪种试剂,一般按两个中心的相对强度而定。
对试剂有了规定以后,所有的离子型反应就可以根据试剂的性质加以分类。由亲核试剂进攻反应物而引起的反应,叫做亲核反应。由亲电试剂进攻而引起的反应,叫做亲电反应。如一个反应分几步完成,究竟属于哪种反应,则由它的定速步骤来决定。
由于反应物和试剂是人为规定的相对概念,所以亲电反应和亲核反应同样也具有相对性。例如溴甲烷与甲醇钠的成醚反应:
Ch3O-Na+
+ CH3Br→CH3OCH3 + Na+
+ Br-
通常认为此反应是由亲核试剂CH3O-引起的亲核取代反应,指的是CH30-取代了CH3Br的中的Br-,而不是Br-取代了CH3ONa中的CH3O-,可见是优先选择与碳的反应为标准,即以试剂取代与碳直接相连的基团为准。
二.有机反应的分类
1.有机反应的分类
有机反应可以根据原料和产物之间的关系大致分为以下几类:
(1)取代反应:在反应中分子的一个或几个原子(或原子团)被另一个或几个原子(或原子团)取代。例如,卤代烷的水解等反应。
(2)消除反应:在反应中从有机分子消除去两个原子或原子团。根据消除两个原子相互位置又分α—消除。β—消除(最常见)和γ—消除等。例如,卤代烷在碱性条件下脱卤化氢,生成碳碳双键,就是典型的β—消除。
(3)加成反应:在反应中π键破裂生成新的σ键,例如,乙烯与溴的加成反应。不稳定的小环化合物破坏生成两个新的σ键也称加成反应。例如,环氧乙烷与水的反应。
(4)重排反应:反应中发生碳胳的重排或官能团的位移。
(5)氧化还原反应:有机物被氧化或还原。
(6)上述几种反应类型的结合。
有机反应根据反应时化学键断裂或形成的方式,可分为异裂(或离子型)反应和均裂(自由基)反应及周环(或分子)反应三种基本类型,这也是有机反应历程的三种基本类型。
根据反应试剂的类型,离子型反应又可分为以下几类:
亲电反应 :
亲电取代反应 亲电加成反应 亲电重排反应
亲核反应 : 亲核取代反应 亲核加成反应 亲核重排反应
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