Реакции присоединения

Реакции присоединения (Шаблон:Lang-en) — 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:

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

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

Общий вид реакций присоединения по связи углерод-кислород:

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

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.

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

Реакции нуклеофильного присоединения

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

Общий вид реакций нуклеофильного присоединения:

${𝖱}^{\prime }\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{″}\mathsf{=}𝖢{𝖱}^{‴}\mathsf{-}{𝖱}^{⁗}\mathsf{+}{𝖸}^{\mathsf{-}}\to {𝖱}^{\prime }\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{\prime }{\text{'}}^{\mathsf{-}}\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{‴}𝖸\mathsf{-}{𝖱}^{⁗}\mathsf{+}{𝖷}^{\mathsf{+}}\to {𝖱}^{\prime }\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{″}𝖷\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{‴}𝖸\mathsf{-}{𝖱}^{⁗}$

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:

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.

Реакции электрофильного присоединения

Шаблон:Основная статья 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:

${𝖱}^{\prime }\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{″}\mathsf{=}𝖢{𝖱}^{‴}\mathsf{-}{𝖱}^{⁗}\mathsf{+}{𝖷}^{\mathsf{+}}\to {𝖱}^{\prime }\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{\prime }{\text{'}}^{\mathsf{+}}\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{‴}𝖷\mathsf{-}{𝖱}^{⁗}\mathsf{+}{𝖸}^{\mathsf{-}}\to {𝖱}^{\prime }\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{″}𝖸\mathsf{-}𝖢{𝖱}^{‴}𝖷\mathsf{-}{𝖱}^{⁗}$

Реакции электрофильного присоединения обозначаются «Ad_E».

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

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.

Реакции радикального присоединения

Шаблон:Основная статья 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:

Реакции синхронного присоединения

Шаблон:Основная статья 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.