1.4　有機反應類型

有機反應總是從發生了什么和怎樣發生的兩個方面來研究。從反應過程來看，有機化合物反應時，總伴隨著一部分共價鍵的斷裂和新的共價鍵的生成。根據舊鍵的斷裂情況（新鍵的形成即逆過程），可以把有機反應歸納為以下三類。

（1）極性反應

共價鍵的斷裂可以有兩種方式，一種斷裂方式是異裂，也就是在鍵斷裂時，兩原子間的共用電子對完全轉移到其中的一個原子上。這種鍵斷裂的方式所引發的反應，叫做異裂反應，又稱極性反應（polar reaction）。

此時，成鍵的一對電子為某一個原子（基團）所占用，這樣的反應一般在酸、堿等極性物質和極性溶劑存在下進行。極性反應常常涉及離子中間體，故又稱離子型反應。離子型反應分為親電反應和親核反應兩大類。在親電反應中，反應試劑和反應底物中能供給電子的部分發生反應。如，乙烯和鹵素的加成反應。

反應是從鹵素正離子進攻電荷密度大的雙鍵開始。這類缺電子試劑稱為親電試劑（electrophilic reagent），常用E+表示，由親電試劑進攻而引發的反應稱為親電反應。

親核反應是能提供電子的試劑與反應底物中缺電子的部分之間發生的反應，如鹵代烴的水解。

反應是由OH-進攻與鹵素相連的帶正電荷的碳原子開始，鹵素帶著一對電子離去而完成。該反應是由能供給電子的試劑進攻具有正電荷的碳原子而發生的，這類能給電子的試劑稱為親核試劑（nucleophilic reagent），常用Nu-表示，由親核試劑進攻開始的反應稱為親核反應。

（2）自由基反應

共價鍵的另一種斷裂方式是均勻的裂解，也就是兩個原子之間的共用電子對均勻分裂，兩個原子各保留一個電子。共價鍵的這種斷裂方式稱為鍵的均裂。鍵均裂的結果產生了具有不成對電子的原子或原子團，即自由基（radical）。例如：氯自由基Cl·和甲基自由基CH3·。

自由基性質非常活潑，反應一般在光或熱的作用下進行，通過均裂生成自由基后發生的反應稱為自由基反應。例如烷烴的鹵代反應。

（3）協同反應

舊鍵的斷裂和新鍵的生成同步完成的反應稱為協同反應（concerted reaction）。反應的過程中只有鍵變化的過渡態，一步發生成鍵和斷鍵，沒有自由基或離子等活性中間體產生，故又稱一步反應。

若從反應物和產物之間的關系來看，數量極為眾多的有機反應可以分為以下幾類。

①取代反應反應物中的一個原子（基團）被另一個原子（基團）取代的反應稱為取代反應（substitution reaction）。根據試劑類型可分為親核取代、親電取代和自由基取代：

式中，Nu-為親核試劑；E+為親電試劑；R·為自由基；L為離去基團

②加成反應反應物中的不飽和鍵斷裂生成單鍵的反應，根據引發反應的試劑也可分為親核加成（addition）、親電加成、自由基加成及協同加成四種類型。

③消除反應反應物中除去兩個或幾個原子（基團）的反應，可分為極性消除（elimination）和協同消除，或分為α-，β-消除等。

④重排反應反應后反應物的碳架結構發生重新組合。

⑤氧化還原反應反應底物被氧化或還原。

與試劑發生反應的有機化合物常稱為底物（substrate）。底物和試劑是相對而言的，一般把能轉化為所需產物的有機化合物看做底物。因此，親核和親電這兩個概念所用的對象也是相對而言的，但也有許多反應和試劑已經約定俗成，有了通用的親核或親電的定義。