有機(jī)反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型及反應(yīng)機(jī)理
雖然有機(jī)反應(yīng)的數(shù)目和反應(yīng)機(jī)理數(shù)可以有無(wú)限個(gè),但這些反應(yīng)和反應(yīng)機(jī)理都符合一些規(guī)律。因此,可根據(jù)反應(yīng)機(jī)理的類(lèi)型,將各種有機(jī)反應(yīng)進(jìn)一步細(xì)分。
加成反應(yīng)
加成反應(yīng)涵蓋鹵化反應(yīng)、水合反應(yīng)、氫化反應(yīng)和鹵化氫加成反應(yīng)等反應(yīng),主要的類(lèi)型包括:親電加成反應(yīng)(EA)、親核加成反應(yīng)(NA)和自由基加成反應(yīng)(RA)。
消去反應(yīng)
消除反應(yīng)涵蓋失水反應(yīng)等反應(yīng),主要的機(jī)理有:E1、E2反應(yīng)機(jī)理。
取代反應(yīng)
取代反應(yīng)可細(xì)分為:親核取代反應(yīng)(親核脂肪取代反應(yīng),SN1、SN2機(jī)理、親核芳香取代反應(yīng)(NAS)、親核?;〈磻?yīng))、親電取代反應(yīng)(ES)(親電芳香取代反應(yīng)(EAS))和自由基取代反應(yīng)(RS)。
有機(jī)氧化還原反應(yīng)
有機(jī)氧化還原反應(yīng)指有機(jī)反應(yīng)中的氧化還原反應(yīng),是有機(jī)氧化反應(yīng)和有機(jī)還原反應(yīng)的統(tǒng)稱(chēng)。在很多有機(jī)氧化還原反應(yīng)中,電子轉(zhuǎn)移并不實(shí)際發(fā)生,不同于電化學(xué)中的概念。
常以氧化數(shù)或氧化態(tài)作為碳原子氧化程度的判斷:
烷烴:-4烯烴、醇、鹵代烴、胺:-2炔烴、酮、醛、偕二醇:0羧酸、酰胺、氯仿:+2 二氧化碳、四氯甲烷:+4氧化數(shù)升高的反應(yīng)稱(chēng)為氧化反應(yīng),分子中電子云密度降低,氧化數(shù)降低稱(chēng)為還原反應(yīng),既有升高也有降低的反應(yīng)稱(chēng)為歧化反應(yīng)。例如,烷烴中的甲烷燃燒氧化,可得到二氧化碳,氧化數(shù)由-4升高到+4。常見(jiàn)的官能團(tuán)氧化還原反應(yīng)包括:炔烴到烯烴、烯烴再到烷烴的還原;及醇到醛,醛再到羧酸的氧化。
很多有機(jī)氧化還原偶聯(lián)反應(yīng)常涉及自由基中間體。真正的有機(jī)物氧化還原反應(yīng)存在于一些電化學(xué)合成反應(yīng)中,例如Kolbe電解。
不對(duì)稱(chēng)催化還原反應(yīng)及不對(duì)稱(chēng)催化氧化反應(yīng)是不對(duì)稱(chēng)合成中的重要內(nèi)容。
1 有機(jī)還原反應(yīng)
有機(jī)還原反應(yīng)有以下幾種主要機(jī)理:
直接電子轉(zhuǎn)移—單電子還原,如Birch還原
氫負(fù)離子轉(zhuǎn)移,如Meerwein-Ponndorf-Verley還原反應(yīng)和氫化鋁鋰參與的還原反應(yīng)
加氫還原,比如Rosenmund還原反應(yīng),催化劑如Lindlar催化劑、Adkins催化劑
歧化反應(yīng),如Cannizzaro反應(yīng)
不符合以上機(jī)理的還原反應(yīng)如Wolff-Kishner反應(yīng)。
2 有機(jī)氧化反應(yīng)
有機(jī)氧化反應(yīng)有以下幾種主要機(jī)理:
單電子轉(zhuǎn)移經(jīng)由酸酯中間體,如鉻酸、四氧化鋨、高錳酸鉀。氫原子轉(zhuǎn)移,如自由基鹵化反應(yīng)。氧氣氧化,如燃燒反應(yīng)。臭氧或過(guò)氧化物氧化,如臭氧化反應(yīng),機(jī)理涉及消除反應(yīng),如Swern氧化反應(yīng)、Kornblum氧化反應(yīng),及IBX酸和Dess-Martin氧化劑參與的反應(yīng)
由Fremy鹽或TEMPO等亞硝基自由基氧化。
聚合反應(yīng)
聚合反應(yīng)包括加成聚合反應(yīng)和逐步聚合反應(yīng)。
縮合反應(yīng)
縮合反應(yīng)是兩個(gè)反應(yīng)物結(jié)合,同時(shí)生成一個(gè)小分子如水的反應(yīng)。逆過(guò)程稱(chēng)作水解。
依官能團(tuán)分類(lèi)
有機(jī)反應(yīng)可大致依據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物中官能團(tuán)的種類(lèi)而加以分類(lèi)。例如,F(xiàn)ries重排反應(yīng)中,反應(yīng)物為酯,而產(chǎn)物為醇。
其他
涉及雜環(huán)化合物的有機(jī)反應(yīng)常以雜環(huán)的元數(shù)及雜原子類(lèi)型分類(lèi)。此外,也可以反應(yīng)物含有的碳-元素鍵類(lèi)型來(lái)對(duì)有機(jī)反應(yīng)進(jìn)行分類(lèi),由此衍生出的有機(jī)化學(xué)重要分支如有機(jī)硫化學(xué)、有機(jī)硅化學(xué)、有機(jī)磷化學(xué)和有機(jī)氟化學(xué)。由此得到的很多內(nèi)容與有機(jī)金屬化學(xué)有相當(dāng)程度的重疊? 。
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技術(shù)原理