1.4　有机反应类型

有机反应总是从发生了什么和怎样发生的两个方面来研究。从反应过程来看，有机化合物反应时，总伴随着一部分共价键的断裂和新的共价键的生成。根据旧键的断裂情况（新键的形成即逆过程），可以把有机反应归纳为以下三类。

（1）极性反应

共价键的断裂可以有两种方式，一种断裂方式是异裂，也就是在键断裂时，两原子间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上。这种键断裂的方式所引发的反应，叫做异裂反应，又称极性反应（polar reaction）。

此时，成键的一对电子为某一个原子（基团）所占用，这样的反应一般在酸、碱等极性物质和极性溶剂存在下进行。极性反应常常涉及离子中间体，故又称离子型反应。离子型反应分为亲电反应和亲核反应两大类。在亲电反应中，反应试剂和反应底物中能供给电子的部分发生反应。如，乙烯和卤素的加成反应。

反应是从卤素正离子进攻电荷密度大的双键开始。这类缺电子试剂称为亲电试剂（electrophilic reagent），常用E+表示，由亲电试剂进攻而引发的反应称为亲电反应。

亲核反应是能提供电子的试剂与反应底物中缺电子的部分之间发生的反应，如卤代烃的水解。

反应是由OH-进攻与卤素相连的带正电荷的碳原子开始，卤素带着一对电子离去而完成。该反应是由能供给电子的试剂进攻具有正电荷的碳原子而发生的，这类能给电子的试剂称为亲核试剂（nucleophilic reagent），常用Nu-表示，由亲核试剂进攻开始的反应称为亲核反应。

（2）自由基反应

共价键的另一种断裂方式是均匀的裂解，也就是两个原子之间的共用电子对均匀分裂，两个原子各保留一个电子。共价键的这种断裂方式称为键的均裂。键均裂的结果产生了具有不成对电子的原子或原子团，即自由基（radical）。例如：氯自由基Cl·和甲基自由基CH3·。

自由基性质非常活泼，反应一般在光或热的作用下进行，通过均裂生成自由基后发生的反应称为自由基反应。例如烷烃的卤代反应。

（3）协同反应

旧键的断裂和新键的生成同步完成的反应称为协同反应（concerted reaction）。反应的过程中只有键变化的过渡态，一步发生成键和断键，没有自由基或离子等活性中间体产生，故又称一步反应。

若从反应物和产物之间的关系来看，数量极为众多的有机反应可以分为以下几类。

①取代反应反应物中的一个原子（基团）被另一个原子（基团）取代的反应称为取代反应（substitution reaction）。根据试剂类型可分为亲核取代、亲电取代和自由基取代：

式中，Nu-为亲核试剂；E+为亲电试剂；R·为自由基；L为离去基团

②加成反应反应物中的不饱和键断裂生成单键的反应，根据引发反应的试剂也可分为亲核加成（addition）、亲电加成、自由基加成及协同加成四种类型。

③消除反应反应物中除去两个或几个原子（基团）的反应，可分为极性消除（elimination）和协同消除，或分为α-，β-消除等。

④重排反应反应后反应物的碳架结构发生重新组合。

⑤氧化还原反应反应底物被氧化或还原。

与试剂发生反应的有机化合物常称为底物（substrate）。底物和试剂是相对而言的，一般把能转化为所需产物的有机化合物看做底物。因此，亲核和亲电这两个概念所用的对象也是相对而言的，但也有许多反应和试剂已经约定俗成，有了通用的亲核或亲电的定义。