一般地,当双键上连接有给电子效应的基团(如CH3)或与双键共轭的基团(如O)时,会
使双键上的电子云密度增加,因此反应速率更快;相反,当双肩上存在具有吸电子效应的基
团,令双键上π电子云密度降低,反应速率就会减慢。当能与双键共轭的基团和吸电子的基
团同时存在的时候,烯烃反应的速率应根据二者作用大小而定。
烯烃与卤素加成:
氟与碘:
氟很活泼,所以和烯烃反应时,反应放出的大量热会使烯烃分解。碘一般不与烯烃发生离子
反应,但IBr、ICl有很高的活性,所以一般用它定量的加成烯烃。
溴:
溴与烯烃加成时,Br-Br先极化、断裂,然后带有正电的一端接近烯烃的π键:
然后,溴上的孤对电子和碳正离子结合,形成环状的中间体,环溴正鎓离子:
随后,Br-从另一边与另一个碳结合:
可见,烯烃与溴加成,大多数生成物为反式的。
氯:
氯气与烯烃加成时,烯烃中的π键先断裂,形成碳正离子,试剂形成负离子,二者形成离子
对,随后氯离子与碳正离子结合:
由于碳碳键来不及旋转,所以烯烃与氯气加成以顺式加成为主。
烯烃与氢卤酸加成
烯烃与氢卤酸反应按照碳正离子进行。当不对称烯烃与氢卤酸加成时,氢常常加成在烯烃中
含氢较多的碳上,卤素或其他原子加在含氢较少的碳上。这就是马氏规则,可以用碳正离子
的稳定性来解释(稳定性排序:一级碳正离子小于二级碳正离子小于三级碳正离子)。但当
双键上有较强的吸电子基时,反应按照反马氏规则进行,因为双键电子云向连接该集团的碳
原子方向移动,让这个碳原子带部分负电荷,使氢更容易进攻这个碳原子。当双键链接有能
提供孤对电子的原子时,由于电子对和双键共轭,导致形成的二级碳正离子更稳定,反应仍
然遵守马氏规则。
烯烃与氢卤酸加成,常常生成重排产物,其原因是一个较不稳定的碳正离子替代了一个较为
稳定的碳正离子:
烯烃与硼烷加成:
烯烃与甲硼烷作用生成烷基硼的反应称为硼氢化反应。由于甲硼烷不稳定,目前大多数用乙
硼烷的醚溶液。
由于硼强烈的缺电子性,首先进攻双键的是硼而不是氢,所以反应生成物反马氏规则。
烯烃与无机酸、水、有机酸、醇、酚反应:
烯烃与上述物质反应以碳正离子反应进行的,反应产物遵守马氏规则。
硫酸与乙烯反应生成硫酸氢乙酯,与丙烯反应生成硫酸氢异丙酯。他们与水反应生成相应的
醇(-OH取代-OSO2OH)
。
乙烯在磷酸催化、300℃、7Mpa的条件下,可以直接与水反应生成乙醇。
烯烃与有机酸反应生成酯,与醇反应生成醚。但由于这些物质酸性大多很弱,常常需要强酸
的催化才能使反应进行。常用的强酸有硫酸、对甲苯磺酸、氟硼酸。
烯烃与次卤酸加成:
烯烃与次卤酸加成,首先生成环卤鎓离子,然后OH-或者H2O与环卤鎓离子反应,得反式加
成产物,反应不遵守马氏规则。类似烯烃与氢卤酸加成的物质还有氯化碘、亚硝酰氯等。
烯烃的自由基加成反应:
HBr可以发生此反应,HCl、HI不发生。在过氧化物或光照的条件下,丙烯与溴化氢加成生
成正溴丙烷,反应生成物反马氏规则。这是由于过氧化物在光照下均裂产生自由基,自由基
中的氧夺取溴化氢中的氢形成溴自由基。溴自由基加成到双键上,形成一个碳自由基。碳自
由基再与溴化氢反应,形成正溴丙烷及溴自由基。为形成最稳定的碳自由基,溴常常加到烯
烃的末端。
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