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 :

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

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

Общий вид реакций присоединения по связи углерод-кислород :

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

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 .

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

Реакции нуклеофильного присоединения

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

Общий вид реакций нуклеофильного присоединения:

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

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 :

Среди реакций нуклеофильного присоединения наиболее распространен приведенный выше двухстадийный бимолекулярный механизм Ad _N 2 : вначале нуклеофил медленно присоединяется по кратной связи с образованием карбаниона, который на второй стадии быстро атакует электрофильная частица .

Реакции электрофильного присоединения

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:

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

Реакции электрофильного присоединения обозначаются «Ad _E » .

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

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 _E 2 : вначале электрофил медленно присоединяется по кратной связи с образованием карбкатиона, который на второй стадии подвергается нуклеофильной атаке .

Реакции радикального присоединения

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

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