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漫谈有机物的加成反应

  加成反应是有机化学中的重要反应类型。从加成反应的概念理解看似乎简单,但在实际应用中却有一定的难度。为了正确运用加成反应,建议从以下几点去理解加成的涵义。

1、 加成反应一定发生在有机物的不饱和键

 烯、 炔等不饱和烃及其衍生物能发生加成反应。醛、酮等饱和烃的衍生物,因为分子中存在C、O的不饱和键,所以也能发生加成反应。有机物的反应与有机物的官能团 联系密切,加成反应也一样。它总是发生在有机物的不饱和键上,反应时有机物的不饱和键断裂,在含有不饱和键的两个碳上加入其它原子或原子团,生成新的物质。 

2、 影响加成反应的因素

 (1)、分子结构是影响加成反应的主要因素

分子结构中含有双键或 叁键,具有不饱和性。加成反应的过程首先是有机物中的双键或叁键断裂。而共价键断裂需要提供能量,因此分子中共价键的键能大小是决定能否发生加成反应的主 要因素。以乙烷、乙烯、乙炔为例,C—C,C==C,C==C键的键能分别为348KJ/mol,615KJ/mol,812KJ/mol,乙烯分子中 C、C双键的键能小于乙烷中C、C单键的键能的两倍,同理,乙炔分子中C、C叁键的键能小于乙烷分子中C、C单键的键能的三倍。所以乙烯、乙炔分子中的 C、C键要比乙烷分子中的C、C键容易断裂,这是烯烃与炔烃能发生加成反应的本质。

但不能说有机物分子中含有双键或叁键便能发生加成反应。并且具有不饱和性的不同有机物发生加成反应的难易程度也不同,如苯具有较大的不饱和性,但它不能与溴水发生加成反应,只能在催化剂存在下与H2发生加成反应,醛也如此。羧酸、酯与醛的分子结构中都有C、O双键,但醛能在催化剂存在下与H2发生加成反应,而羧酸、酯却不能。

 (2)、与参与有机物加成反应的物质的性质有关

  如乙烯,分别与Br2,  H2、H2O、HX等发生加成反应的难易程度不同,乙烯通入溴水中即能发生加成反应,这是因为乙烯分子在极性溶剂中发生分子极化所致。但与H2、H2O、HX的加成需要催化剂的作用,且在加热下进行,这说明烯烃在极性熔剂里的反应比在气态时容易发生。

不同有机物与同一物质发生加成,所用的催化剂相同,如乙烯、苯、乙醛分别跟H2的加成,都用镍作催化剂,这体现了催化剂具有选择性。

  (3)、有机物的加成反应程度还与加成物质的用量有关

乙炔的加成可根据加成物质的用时分步进行,如与H2加成可先生成C2H4再生成C2H6,乙炔与HCl的加成,在氯化汞作催化剂条件下控制HCl的用量,可生成制聚氯乙烯的中间体----氯乙烯。

3、 有机加成反应的特殊规律

有机物的加成,尤其是烯烃除具有以上加成的一般规律外,对一些碳键较长或具有特殊结构的烯烃,加成反应还存在有另外的一些规律。

  (1)、共轭二烯烃的加成

丁二烯与溴水的物质的量比为1:1时发生的加成反应有两种产物,共轭二烯烃跟溴水加成时,一般低温产生较多的1,2--加成产物,升高温度有利1,4--加成。在极性溶剂中反应有利于1,4--加成。

  (2)、不对称烯烃跟HX,H2O的加成

  不对称烯烃与HX,H2O的加成,按常理推,也有两种加成反应。经许多科学实验证明,这种加成反应是按一定的规则进行的,即HX,H2O中的氢原子一般加成在有机物的双键中含氢较多的这个碳原子上,这一规则称马尔可夫—尼可夫规则。如当过氧化物存在时,不对称烯烃与HX,H2O的加成不遵守马尔可夫—尼可夫规则,如这些特殊规则虽在中学化学中应用较少,但在有机合成中却有着重要作用。

(责任编辑:化学自习室)
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