Реакции нуклеофильного присоединения

Реакции нуклеофильного присоединения (англ. nucleophilic addition reaction) — реакции присоединения, в которых атаку на начальной стадии осуществляет нуклеофил — частица, заряженная отрицательно или имеющая свободную электронную пару. На конечной стадии образующийся карбанион подвергается электрофильной атаке.

Несмотря на общность механизма различают реакции присоединения по связи углерод-углерод и углерод-гетероатом.

Общий вид реакций присоединения по двойной связи углерод-углерод:

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

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

Реакции нуклеофильного присоединения более распространены для тройных, чем для двойных связей^[1].

Реакции нуклеофильного присоединения по связи углерод-углерод

Механизм реакций нуклеофильного присоединения по связи углерод-углерод

Нуклеофильное присоединение по кратной связи обычно двухстадийный процесс Ad_N2 — реакция бимолекулярного нуклеофильного присоединения (англ. addition nucleophilic bimolecular)^[2]:

Нуклеофильное присоединение по связи С=C встречается достаточно редко, и, как правило, если в соединении имеются электроноакцепторные заместители^[3]. Наибольшее значение имеет в этом классе реакция Михаэля^[4]:

Присоединение по тройной связи аналогично присоединению по связи С=C:

Реакции нуклеофильного присоединения по связи углерод-гетероатом

Механизм реакций нуклеофильного присоединения по связи углерод-гетероатом

Нуклеофильное присоединение по кратной связи углерод-гетероатом имеет механизм Ad_N2:

Как правило, лимитирующей стадией процесса является нуклеофильная атака, электрофильное присоединение происходит быстро^[1].

Иногда продукты присоединения вступают в реакцию отщепления, тем самым совокупно давая реакцию замещения:

Hуклеофильное присоединение по связи С=O очень распространено, что имеет большое практическое промышленное и лабораторное значение^[3].

Типичные реакции нуклеофильного присоединения по связи C=O

1. Альдольная конденсация.

2. Сложноэфирная конденсация.

3. Реакция Гриньяра.

4. Реакция Реформатского.

5. Реакция Кнёвенагеля.

6. Реакция Виттига.

7. Бензоиновая конденсация.

Типичные реакции нуклеофильного присоединения по связи C=N и С≡N

1. Реакция Торпа.

2. Присоединение циановодорода.

3. Реакция Уги.

Примечания

1. Mарч Дж. Органическая химия, пер. с англ., т. 3, — M.: Мир, 1988
2. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии, 4-е изд. / Пер. с англ.,под редакцией В. Ф. Травеня — M.: Химия, 1991 — ISBN 5-7245-0191-0
3. Химическая энциклопедия./ Нуклеофильные реакции. // Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1988 год. — Т. 3.
4. Ли Дж. Именные реакции. Механизмы органических реакций /Пер. с англ. В. М. Демьянович. — М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 — ISBN 5-94774-368-X