第2章 加成反应
加成反应是有机反应中最常见的反应类型之一，由多个反应物加合生成一个产物。被加成反应物含有不饱和键，如碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键、碳氮双键等，加成过程中不饱和键的数目减少，单键的数目增加。根据加成试剂的性质不同，加成反应分为亲电加成反应、亲核加成反应、自由基加成反应和环加成反应，其中环加成反应按协同机理进行，将在第7章周环反应部分讨论。
亲电加成反应：
亲核加成反应：
自由基加成反应：
2.1亲电加成反应
烯烃或炔烃的亲电加成反应通常分两步进行：在第一步反应中，富电子的烯烃或炔烃(作为Lewis碱)的电子进攻缺电子的亲电试剂E+（作为Lewis酸），生成碳正离子中间体。在第二步反应中，碳正离子中间体被富电子物种Nu-捕获，生成加成产物。第一步反应为决速步骤，因此碳碳重键的电子云密度越大，生成
的碳正离子中间体越稳定，反应速度越快。
能与烯烃或炔烃发生亲电加成反应的常见亲电试剂包括Brønsted酸，如氢卤酸、硫酸、水，以及Lewis酸，如卤素、硼烷和Hg(OAc)2等。
2.1.1 烯烃和炔烃与Brønsted酸的亲电加成
2.1.1.1 烯烃和炔烃加氢卤酸
烯烃和HCl、HBr、HI加成得到卤代烃。
HCl
HBrHII
反应机理涉及碳正离子中间体。烯烃的电子进攻HX的质子，X带着一对电子离去，由于电子转向质子生成C-H单键，另一个碳原子则成为碳正离子，这是反应的决速步骤。碳正离子中间体一旦形成，便立即与体系中的X－离子结合生成加成产物。
加HX的反应需在惰性溶剂（如二氯甲烷、正己烷等）中进行，如果在水和醇等具有亲核性的溶剂中反应，溶剂将和卤阴离子竞争，进攻碳正离子，生成相
应的醇和醚。
由于碳正离子的生成为决速步骤，因此，反应速度和反应物中键的电子云密度有关，如果烯烃上有给电子基，烯烃的电子云密度增大，则有利于反应，如果烯烃上有吸电子基，烯烃的电子云密度降低，则不利于反应。
不对称烯烃的反应具有区域选择性，如氯化氢和丙烯的加成，产物以2-氯丙烷为主。Vladimir Markovnikov最早发现和总结出这一规律，即氢总是加在含氢多的碳原子上，称为马氏规则[1]。
对于马氏规则的解释可以有两种，一是基于底物的结构；二是基于碳正离子中间体的相对稳定性。从底物的结构来看，甲基的推电子诱导作用（+I）使得烯烃末端碳原子比中间碳原子拥有更大的电子云密度，有利于首先夺得质子：
从中间体的相对稳定性来看，质子加到丙烯上去有两种可能，加在末端碳原子上生成异丙基碳正离子，加在中间碳原子上生成正丙基碳正离子，由于异丙基
碳正离子比正丙基碳正离子稳定，更容易生成，因此主要产物为
2-氯丙烷。
反应过程中一旦生成碳正离子，不可避免地要发生碳正离子的重排，重排的驱动力是生成更稳定的碳正离子，或是减小环张力。重排主要有两种，一是1,2-氢迁移（1,2-H Shift），另一是1,2-烷基迁移（1,2-R Shift），称为Wagner-Meerwein 重排。 ClCl1,2-HShiftCl
ClCl1,2-RShiftCl
当烯烃为共轭二烯烃时，亲电加成可以有两个产物，即1,2-加成产物和1,4-加成产物，后者也称共轭加成。1,2-加成经历的碳正离子A较稳定，而1,4-加成产物较稳定，因此1,2-加成是动力学控制，而1,4-加成是热力学控制。低温有利于1,2-加成，高温则有利于1,4-加成。
碳正离子本身也是亲电试剂，可以和烯烃再次发生亲电加成。一个经典例子是角鲨烯在质子条件下的环合，生成甾族化合物。角鲨烯在酶（提供质子）作用下，发生区域和立体选择性的、多米诺式的亲电环化反应，得到碳正离子中间体，最后经-消除得到双键[2]
。
炔烃与卤化氢加成首先生成卤代烯烃，卤代烯烃继续与卤化氢加成生成二卤代烷。
不对称炔烃与卤化氢的加成也遵从马氏规则。例如：
炔烃与卤化氢加成的第一步形成烯基碳正离子中间体，其中的缺电中心碳原子采取sp杂化或sp2杂化，因此其稳定性较烷基碳正离子差。
对于非末端炔烃所形成烯基碳正离子中间体，在与亲核基团（X‐）反应一步往往生成反式加HX产物。例如：
参考文献
[1] Berthelot, M. Justus Liebigs Ann. Chem. 1870, 156, 228‐229.
[2] Tanaka, H.; Noguchi, H.; Abe, I. Org. Lett. 2004, 6, 803‐806.
2.1.1.2 烯烃和炔烃的水合 浓硫酸是强的质子酸，可以与烯烃加成得到硫酸氢酯，后者水解生成醇,反应的区域选择性符合马氏规则。此反应称为烯烃的间接水合。
水的酸性太弱，不能直接水合。一个有效的方法是用强质子酸（如H2SO4）进行催化，可直接水合得到醇。 +H2O2
炔烃的水和生成醛或酮，常用HgSO4-H2SO4作催化剂，详见第2.1.2.2节。 2.1.2 烯烃和炔烃与Lewis 酸的亲电加成
除了Brønsted 酸之外，一些Lewis酸也作为亲电试剂与烯烃和炔烃发生亲电加成。容易发生此类反应的Lewis酸包括卤素、硼烷、一些过渡金属等。 2.1.2.1 烯烃和炔烃与卤素的亲电加成 烯烃和卤素在无水的惰性溶剂中反应，生成邻二卤代烃，在水存在下反应生成-卤代醇，在醇存在下反应则生成-卤代醚，其中-卤代醇被看作是加次卤酸（HOX）的产物。
卤素作为亲电试剂与不饱和烃发生加成反应时，不同的卤素其相对反应活性为：F2 Cl2 Br2 I2。烯烃与F2的反应过于激烈，很难控制；与I2容易发生可逆反应，平衡偏向原料烯烃。因此，烯烃加卤素通常是指加Cl2或加Br2。
烯烃与溴的加成是立体专一性的，主要生成反式加成产物。反应分两步进行，以环己烯加溴为例，溴在烯烃电子的作用下产生诱导偶极，靠近烯烃的溴带部分正电荷，远离烯烃的溴带部分负电荷。烯烃进攻带部分正电荷的溴成为溴鎓离子中间体，另一溴以溴负离子的形式离去，这是反应的决速步骤。溴负离子再从溴鎓离子的背面进攻，得到邻二溴产物。
溴鎓离子环中的两个碳原子被进攻几率相等，故得到一对反-1,2-二溴环己烷的对映体。
第一步：
第二步：
当反应体系中存在水时，水作为亲核试剂进攻溴鎓离子，生成一对反式-溴代环己醇的对映体：
关于烯烃加溴反应立体化学的另一个例子是反-1,2-二苯基乙烯和顺-1,2-二苯基乙烯与溴的反应，前者生成了一个内消旋体，后者则生成外消旋体：
Br2BrH
BrHBr2BrH+HBr
HBrBrH
对于不对称的烯烃，当亲电原子和亲核原子不同时，反应具有区域选择性。以末端烯烃的反应为例，由于烷基的存在，反应决速步骤所形成的溴鎓离子中两个C-Br键的键长是不等的。有两种可能的溴鎓离子A和B，其中A较B稳定，
这与碳正离子的稳定性相似。因此，反应优先经历途径(a)生成马氏产物。
乙烯[1]。
由于液溴使用的安全性差，人们发展了许多溴的代用品，它们通常是稳定的固体，如NBS、三溴吡啶[2]和N-甲基吡咯烷酮与三溴化氢的络合物[3]。 NBSBr-H+Br
ROHNBS:NBrROH
ORO
Cl2或次氯酸与烯烃的亲电加成反应的立体化学与溴有所不同，氯的共价半
径（99 pm）比溴（114 pm）小，不易生成三元环的氯鎓离子中间体，而是形成较稳定的碳正离子中间体。例如，1-甲基环己烯加次氯酸的反应没有立体选择性，但有区域选择性。
硫原子的共价半径（103 pm）比溴小，但比氯大，能够形成三元环的硫鎓离子中间体。因此，烯烃和次磺酰氯(如PhSCl)能发生亲电加成，而且是立体专一性的。S-Cl单键由于氯有更大的电负性（Cl：3.16，S:2.58），不均匀极化，使得氯带部分负电荷，而硫带部分正电荷，和烯烃反应先形成硫鎓离子，再和氯负离子结合成产物。由于甲基的给电子，反应具有区域选择性，由于硫鎓离子的形
成，氯和苯硫基处于反式，反应具有立体选择性。
除了次磺酰氯外，次磺酸酯（如PhSOMe）、次磺酰胺（如N-苯硫基邻苯二甲酰亚胺）等亦可作为硫亲电试剂，与烯烃作用形成锍鎓离子，进而发生亲电加成反应，Lewis碱（如硫醚）可催化这一过程[4]，例如：
在这个过程中，质子酸首先活化亲电试剂，形成铵盐A，后者在Lewis碱存在下离去邻苯二甲酰亚胺，形成Lewis碱稳定的次磺酰正离子的盐B。B是活性亲电物种，它立即与烯烃作用形成锍鎓离子C。最后，亲核试剂进攻锍鎓离子，
开环得到反式加成产物[4]。
炔烃与卤素的加成反应机理与烯烃相似。根据反应条件，炔烃加一分子卤素，主要生成反式1,2-二卤烯烃，再加第二分子卤素，则生成四卤代烃。
例如：
由于碳碳双键加上亲电试剂后所生成的烷基碳正离子中间体比碳碳三键加成后形成的烯基碳正离子中间体稳定，烯烃的亲电反应速度比炔烃快，因此，烯炔与一分子Br2加成时，选择性地生成碳碳双键加成产物：
参考文献
[1] Jarret , R. M.; New, J.; Karaliolios, K. J. Chem. Educ. 1997, 74, 109‐110.
[2] McKenzie, L. C.; Huffman, L. M.; Hutchison, J. E. J. Chem. Educ. 2005, 82, 306‐310.
[3] Berrien, J.‐F.; Provot, O.; Joseph, D.; Bekaert, A.; J. Chem. Educ. 2004, 81, 1348‐1349.
[4] Denmark, S. E.; Jaunet, A. J. Org. Chem. 2014, 79, 140‐171.
[5] Crouch, R. D.; Tucker‐Schwartz, A.; Barker, K. J. Chem. Educ. 2006, 83, 921‐922.
2.1.2.2 烯烃和炔烃与过渡金属的亲电加成
烯烃与醋酸汞在THF‐H2O溶液中反应得到含有C-Hg键的中间体，该中间体经硼氢化钠还原得到烯烃的水合产物，称为羟汞化-还原反应（oxymercuration‐ reduction）。
羟汞化反应具有区域选择性和立体选择性，反应经历三元环状汞鎓离子中间体，亲核试剂（H2O）从三元环的背面进攻连有较多烷基的C-Hg键的碳原子，开
环形成羟汞化产物。 +H2OCH+AcO
32-H+
OAcHgOAcHgOAc较稳定主要产物HgOAc
Hg3+
OAcHgOAc-H+HgOAc+
H
2O2较不稳定次要产物 C-Hg键再用NaBH4进行还原得到C-H键：
羟汞化反应和还原反应组合在一起，净结果发生的是烯烃的水合，加成符合马氏规则，即氢加在含氢多的碳原子上，具有区域选择性。但是最后一步的还原消除使反应失去立体选择性。和酸催化烯烃水合相比，避免生成碳正离子中间体，避免了骨架的重排，因此，仍然具有实验室制备醇的优势[1]。
当用THF-ROH溶液进行羟汞化反应时，产物是不对称醚：
当底物为炔烃时，Hg2+只需要催化量，而且不需要还原就可以得到烯醇，互变异构最后得到羰基化合物：
末端炔烃的反应区域选择性地生成甲基酮，而不是醛。非末端炔烃则没有区域选择性，但可用邻基参与的策略提高区域选择性，下述三价金催化的反应就是一个很好的例子
[2]
：
这个反应的可能机理如下：
R1OR2
R
2R
2AuIII
AuIII
2RR1OH
2
R1OHH22
-Au(III)22
R1R1
反应的净结果是炔烃的水合。从加上去的羟基和氢两个基团来看，羟基优于
氢先加到被Lewis酸活化了的炔烃上，因此文献中这类反应也称为过渡金属催化下炔烃的亲核加成。反应过程中五元环的形成决定了反应的区域选择性。
在如下Lewis 酸催化下的1,5‐联烯炔亲电环化反应中，炔烃亲电加成的区域选择性也得到了很好的控制[3]:
在这个反应中，一价金作为Lewis酸活化了碳碳三键，富电子的联烯基团对缺电子的碳碳三键发生分子内亲电加成，得到符合“6-endo-dig规则”的关环产物，随后发生分子内Friedel－Crafts烷基化和M－H交换反应，得到环化产
物。
若底物是1,6-联烯炔，联烯对炔烃的亲电关环将按照“6-exo-dig规则”，生成含有环外双键的环化产物：
参考文献
[1] Gibbs, R.; Weber, W. P.; J. Chem. Educ., 1971, 48, 477‐478.
[2] Xu, B.; Wang, W.; Liu, L.‐P.; Han, J.; Jin, Z.; Hammond, G. B.; J. Organomet. Chem. 2011, 696, 269‐276.
[3] Aubert, C.; Fensterbank, L.; Garcia, P.; Malacria, M.; Simonneau, A. Chem. Rev. 2011, 111, 1954‐1993
2.1.2.3 烯烃与硼烷的亲电加成
硼烷中的硼是六电子体系，为缺电子性的Lewis酸，通常存在的形式是二聚体。在THF等能提供电子的溶剂中，硼烷和溶剂发生配位作用得到Lewis酸碱复合物，如三氟化硼的四氢呋喃溶液：
烯烃和炔烃与硼烷的反应分别生成烷基硼烷和烯基硼烷，后者再经碱性氧化处理得水合产物，称为硼氢化-氧化反应（hydroboration-oxidation）。
烯烃和硼烷加成时，两个原因使得硼氢化具有区域选择性，一是底物的结构，甲基的给电子诱导作用使键发生极化，C-2较C-1有更大的电负性，易进攻缺电子的硼；二是环状过渡态A的空间位阻较B小。此外，硼氢化反应属于协同反应，经过环状过渡态，所以这个环加成为顺式加成。
三烷基硼用碱性双氧水氧化形成醇的机理如下所示。双氧水在碱性条件下解离成过氧阴离子，和缺电性三烷基硼发生电子转移，烷基带着一对电子迁移到邻位氧原子上，羟基带着一对电子离去。重复两次这样的操作，即可得到三烷氧基硼。在碱性条件下三烷氧基硼解离，得到烷氧基阴离子，最后质子交换得到中性
分子醇和硼酸根阴离子。
以1－甲基环己烯的硼氢化/氧化为例，最后得到反-2-甲基环己醇，加上去的H和OH总是在烯烃的同侧。
硼氢化/氧化反应的净结果是烯烃的水合，最后得到醇。反应具有区域选择性，得到反马氏加成的产物。同时，硼氢化反应的顺式加成，并且在随后碱性氧化过程中烷基带着一对电子的迁移，使得顺式加成的立体化学得到保留，因此硼氢化/氧化反应具有立体选择性。
末端炔烃上的硼氢化反应，很难使反应停留在烯基硼烷，使用立体位阻的二
戊基硼烷则可以对末端炔烃进行硼氢化生成烯基硼烷，继而氧化水解成醛：
硼氢化是可逆的。例如，2-甲基-2-戊烯在25 oC硼氢化，随后氧化得到2-甲基-3-戊醇；如果提高硼氢化温度到160 oC，氧化后则得到4-甲基-1-戊醇[1]：
在高温下反应时，经硼氢化及其逆反应，最终得到热力学有利（即位阻较小）的三烷基硼烷。
参考文献
[1] McMurry, J. Organic Chemistry, 7e, Thomson Learning, 2008, p258.
2.2 亲核加成反应
羰基化合物中键的不均匀极化导致碳带部分正电荷，氧带部分负电荷，碳原子易受到亲核试剂的进攻，氧原子易受到亲电试剂的进攻。
羰基碳容易受亲核试剂进攻，发生亲核加成反应。亲核试剂可以是含孤对电子的中性分子（如水、醇、硫醇、胺等），也可以是碳负离子及其等价试剂（如-CN、RMgX、RLi）；如果底物中R1，R2是吸电子基，则能增加碳原子的缺电子性，更易接受亲核试剂的进攻；反应过程中碳原子的杂化类型由平面型sp2向四面体型sp3转变，空间位阻增大，R1，R2基团越小对反应越有利；反应可以在碱性（或中性）条件下进行，也可以在酸催化下进行。碱性或中性条件下的反应通过加成-质子化机理进行，酸催化的反应则按照质子化-加成机理进行。
2.2.1 羰基与杂原子的亲核加成
2.2.1.1 羰基的水合
醛酮在水溶液中与其水合物之间存在如下平衡，但一般情况下平衡偏向醛酮一边。
1HR
R2R2
气态的甲醛以单体形式存在，市售的甲醛通常是甲醛水溶液（福尔马林）或多聚甲醛固体。甲醛水溶液中甲醛以较稳定的偕二醇形式存在。其他较稳定的偕二醇有三氯乙醛水合物、水合茚三酮等。
2.2.1.2 半缩醛(酮)和缩醛(酮)的形成
用醇代替水作为亲核试剂，可以得到半缩醛(酮)。半缩醛(酮)不稳定，失去醇变回原来的羰基化合物。反应通常用酸催化，按照质子化-加成机理进行。
稳定的半缩醛(酮)有：
半缩醛(酮)可以继续和醇反应得到缩醛(酮)： 例如：
形成缩醛(酮)的反应是可逆的，除去反应生成的水可以提高缩醛(酮)的产率。在酸催化下，缩醛(酮)水解则游离出原来的羰基，如[1]：
利用这一可逆性质，缩醛(酮)通常被用作羰基的保护基团。例如[2]： CO2MeCO2MeLiAlH4
TsOH,C6H6Et2OO54%89%HCl,HOH
2O
MeOH
98%O
此外，利用缩醛(酮)形成反应的可逆性，还可由简单易得的缩酮通过交换反应来制备复杂的缩酮，例如[3]：
参考文献
[1] Yuan, C.; Du, B.; Yang, L.; Liu, B. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9291‐9244.
[2] Payette, J. N.; Honda, T.; Yoshizawa, H.; Favaloro, Jr., F. G.; Gribble, G. W. J. Org. Chem. 2006, 71, 416‐419.
[3] Bai, Y.; Lowary, T. L. J. Org. Chem. 2006, 71, 9672‐9680.
2.2.1.3缩硫醛(酮)的形成
当亲核试剂是硫醇时，醛、酮与其反应生成硫缩醛(酮) ：
反应机理和缩醛酮的形成相似：
硫缩醛(酮)的水解比缩醛(酮)难得多，要在汞盐催化下进行水解：
硫缩醛在还原剂存在下，发生C-S键的断裂，净结果是羰基变成亚甲基：
除了做羰基的保护基外，硫缩醛的碳原子可以发生极性逆转。硫缩醛上的氢有一定的酸性。1,3-二硫代环己烷的pKa为36.5（Cs+， THF）,2-苯基1,3-二硫代环己烷的pKa为30.5（Cs+， THF）。在强碱作用下，可成碳负离子。原来醛基碳原子带有部分正电荷，发生极性逆转成了碳负离子，由亲电试剂变成亲核试剂，可以进攻羰基等缺电子性的物种：
如下目标化合物的合成经过了A、B、C、和D四次极性逆转，反应过程中，还利用了六甲基磷酰三胺（HMPA）微弱的碱性夺得羟基上的质子，从而发生分子内三甲基硅基的迁移，产生新的硫缩醛，以发生进一步的极性逆转[1]。
HHHHHTMS
B
HH
S 参考文献
[1] Smith, A. B.; Xian, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 66‐67.
2.2.1.4 亚胺及相关化合物的形成
羰基化合物和伯胺(RNH2)或氨(NH3)反应，生成亚胺，又称为Schiff碱。
在酸催化下，反应经历加成-消除机理，并且是可逆的：
当亲核试剂为羟胺时，产物为肟；当亲核试剂为肼时，产物为腙。肟和腙的
形成机理和Schiff
碱的形成相类似：
每一个反应都有其独特的用途。亚胺可以做配体，也可以被还原生成胺，是工业制备伯胺的一种方法：
肟在酸性条件下可发生Beckmann重排成酰胺（见5.2.2节）。腙能在强碱作用下发生还原反应，将羰基转变成亚甲基，称为Wolff‐Kishner‐黄鸣龙还原（见
6.4.1节）。
1.
OR
1H
R2HOCH2CH2OH/RH
2.2.2 羰基与碳亲核试剂的加成
2.2.2.1
羰基与金属有机试剂的加成 有机镁试剂（又称格氏试剂）和羰基化合物的亲核加成反应生成醇，称为Grignard
反应。这是形成
C-C
键的重要方法之一。
格氏试剂提供碳负离子，亲核进攻羰基，形成C-C键，由于碳负离子不是一个好的离去基团（烷烃的pKa 45），反应不可逆。格氏试剂含有C-M键，称为金属有机化合物， V. Grignard发明了有机镁试剂和Grignard反应，并将其广泛应用于有机合成中，从而开创了金属有机化学领域，他为此而获得了1912年Nobel化学奖。 格氏试剂有卤代烷与金属镁在无水的醚类溶剂（如无水乙醚和四氢呋喃）中反应生成。例如：
卤代烷与金属镁的反应通过单电子转移(Single Electron Transfer, 简称SET)过程进行，最后形成C-Mg键。碳原子从原来的带部分正电荷转化成为碳负
离子，从而被还原，发生极性逆转，金属镁插入到C-X键中去被氧化，这种转化也因此称为金属对C-X键的氧化加成。产生的有机镁化合物通常可与醚类溶剂形成配合物，从而稳定了有机镁化合物。
EtEt
RX+MgSETRX+R
+MgXRMgX2Et2ORMgX
EtEt
格氏试剂进攻带正电荷的碳，表现为亲核性；进攻质子，表现为碱性。亲核性和碱性并存，将产生竞争反应。因此，体系中不能有活泼质子，使用的溶剂必须无水处理；而且，格氏试剂通常不能对卤代烃进行SN2反应，由于碱性强，容
易夺质子而发生-H
消除得到E2
产物。
格氏反应通常分步进行，
先制备好格氏试剂，然后加入亲电底物。如果将卤代烃、
羰基化合物和金属一起加入，
用“一锅法”完成反应，称为Barbier反应。常用的金属或金属盐有对水不太敏感的铝、锌、铟、锡、二碘化钐等。例如：下列反应物和试剂在室温（rt）下反应4.5小时（h），得到庚-1-炔-4-醇：
如果用格氏试剂，末端炔烃必须先被保护，因为格氏试剂和末端炔烃不能并存于同一分子中。
1887年，Reformatsky报道了在锌粉作用下，碘乙酸乙酯和丙酮的反应，生成3-羟基-3-甲基-丁酸乙酯，称为Reformatsky反应。在这个反应中，锌首先与碘乙酸乙酯作用生成有机锌化合物，后者主要以二聚体A的形成存在；然后，
有机锌化合物与酮羰基配位，形成配合物B，后者立即发生亲核加成，生成醇盐C；反应结束后，用酸中和得到醇。Reformatsky反应常用溶剂为THF、Et2O、DME或
MeCN。
广义的Reformatsky反应定义为：金属诱导的－卤代酯与亲电试剂的反应。反应具有以下特征：（1）反应可以“一锅法”进行，也可以先制备烯醇金属盐，再加亲电试剂；（2）通常情况使用有配位功能的醚作为反应溶剂，如THF，乙醚，二氧六环，或是这些溶剂和非极性溶剂（甲苯）的混合溶剂，也可以使用极性较大的溶剂，如乙腈，DMF，DMSO，HMPA等；（3）亲电试剂除了醛或酮外，还可以是酯、酰氯、环氧、乃春、吖丙啶、亚胺，当亲电试剂为腈时，反应称为Blaise反应；（4）金属可以是锌、锂、镁、镉、钡、铟、锗、镍、钴、锶等，金属盐可以是具有还原势的SmI2、CrCl2、TiCl2等。
在铬盐催化下，卤代烃和醛反应得到亲核加成产物，这个反应称为Nozaki-Hiyama-Kishi反应。
催化过程的第一步是Ni(II)被Cr(II)还原为Ni(0)；然后，Ni(0)对卤代烃进行氧化插入，形成Ni(II)配合物A；接着A与Cr(III)进行金属交换形成Cr(III)配合物B；最后, B对羰基发生亲核加成。所以，这个反应只需要催化量的镍，而铬盐为化学计量的2
倍量。
2.2.2.2 羰基与叶立德的反应
碳负离子和杂原子（如磷、硫、氮、氧等）相连的阴阳离子物种称为叶立德(ylide)，常见的磷、硫、氮和氧叶立德的结构如下：
在磷叶立德、硫叶立德中，碳负离子被磷、硫的3d轨道所稳定，氧叶立德、氮叶立德中，碳负离子被取代基的吸电子性所稳定。
三芳基膦对伯、仲卤代烃发生亲核取代，得到的鏻盐(phosphonium)在碱性条件下失去-H，生成磷叶立德，又称Wittig试剂。这是制备磷叶立德的常用方法。
氢或烷基（alkyl）取代的磷叶立德一般不稳定，吸电子基（electron withdrawing group，简称EWG，如-COOR，-COR，-SOR等）取代的磷叶立德则相对稳定。例如，由-氯乙酸乙酯与三苯基膦制备的磷叶立德是一种可在常温下保存的化学试剂。
磷叶立德的主要反应是对羰基的亲核加成生成烯烃，该反应称为Wittig反应。不稳定磷叶立德能和醛或酮反应；稳定磷叶立德只能和醛反应。稳定磷叶立德在无盐条件、极性非质子性溶剂中和醛反应主要生成热力学控制的E型烯烃，不稳定磷叶立德在同样条件下主要生成动力学控制的Z型烯烃。Wittig反应经历了一个四元环中间体。首先，Wittig试剂对羰基进行亲核加成；然后，亲核加成所产生的阴阳离子中间体（A或A）发生分子内亲电环化，形成四元环中间体（B或B）；最后，四元环中间体开环，消除一分子三苯基氧膦，得到烯烃。 R=alkylPhRRH
H3+Ph3PO
HPPh3PhPhH
PhHPhAHB(Z)-烯烃
Ph动力学控制产物R
HORH
H3
H+Ph3PO
R=EWGHHPh
3(E)-烯烃
A'B'热力学控制产物
由磷酸酯形成的磷叶立德和醛之间的反应称为Horner-Wadsworth-Emmons反应（HWE反应），四元环的形成是该反应的决速步骤（rate determining step,简称RDS），其结构决定了产物烯烃的构型：
能量有利能量不利
快
MMB:
O更慢慢
RDS
HCOOR'HCOOR'HPhPhHZ-E-
次要产物主要产物
硫叶立德中碳负离子有较强的亲核性，与醛、酮反应时先发生亲核加成，然后经分子内亲核取代，生成环氧化合物，例如：
对于,-不饱和羰基化合物，由DMSO衍生的硫叶立德优先发生1,4-加成，并生成环丙烷化产物，如：
PhPhOEtDMSO
PhO
Et
OH3C3
H2
3C3 硫叶立德与
N-对甲苯磺酰-2-氯甲基苯胺的反应可用于吲哚骨架的合成[1]
：
这个串联反应涉及
1,4-共轭加成，其机理如下：
PhMichael
B:NH
参考文献
[1] Yang, Q.‐Q.; Xiao, C.; Lu, L.‐Q.; An, J.; Tan, F.; Li, B.‐J.; Xiao, W.‐J. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9137‐9140.
2.2.2.3羰基与烯醇负离子、烯醇和烯胺的加成
（1）羟醛缩合
含-H的羰基化合物缩合成-羟基羰基化合物，称为羟醛缩合，该反应具有原子经济性，原料中所有原子均在产物中出现，反应可以用碱催化，也可以用酸
催化，反应可逆。碱催化条件下，亲核试剂为烯醇负离子，酸催化条件下，亲核试剂为烯醇。
碱催化的羟醛缩合机理：
酸催化的羟醛缩合机理：
在碱或酸性条件下脱水可以得到-不饱和羰基化合物。碱催化脱水通常经E1cb机理进行，酸催化脱水一般按照E1机理进行：
碱催化脱水：
-2
2-
1RR1
12
酸催化脱水：
R2+
2
RR11R
R1
OH2
R2
R2
羟醛缩合可发生在醛与醛之间、酮与酮之间，也可发生酮与醛之间，即交叉
的羟醛缩合。羟醛缩合既可发生在分子间，也可发生在分子内。例如：
HCHO
KOH
二苯并18-冠-6
96%
对于能够形成共轭结构的烯醇或烯醇负离子，羟醛缩合反应可发生在羰基的-位，如下,-不饱和烯酮在甲醇钠存在下反应，生成分子内羟醛缩合产物[1]：
（2）Baylis-Hillman反应
在叔胺或三烃基膦催化下，醛或酮与‐不饱和羰基化合物发生反应，生成‐羰基丙烯醇的反应称为Baylis‐Hillman反应（简称BH反应），又称Morita‐Baylis‐Hillman反应（简称MBH反应）[2]。BH反应常用的催化剂为DABCO（1,4‐二氮双环[2,2,2]
辛烷的缩写）。
在BH反应中，DABCO首先与-不饱和羰基化合物发生氮杂-Michael加成，得到烯醇负离子中间体A；然后，烯醇负离子亲核进攻醛羰基，形成中间体B；接着，B的氧负离子分子内夺-H（羰基-H有一定酸性），产生新的烯醇负离子C；最后，DABCO离去，生成-羰基丙烯醇[3]。
（3）Perkin反应
1868年，W.H.Perkin发现水杨醛的钠盐和醋酸酐加热能得到香豆素：
当底物为苯甲醛时，苯甲醛和醋酸酐在碱金属盐的作用下也能缩合，得到产物为肉桂酸，该反应称为Perkin
缩合反应：
醋酸酐的-H具有一定的酸性（pKa25），在碱性环境中生成烯醇负离子，进攻醛基，随后的氧负离子经过六元环状过渡态进攻乙酰基，经历分子内的酸酐醇解反应和乙酸的消除，得到肉桂醛。生成的烯烃以热力学稳定的反式烯烃为主。
若芳基的邻位有OH，或O－，继Perkin缩合，发生分子内酯化，生成香豆素：
（4）Knoevenagel缩合反应
1894
年，Knoevenagel报道了在二乙胺催化下丙二酸二乙酯和甲醛的缩合：
随后，他发现乙酰乙酸乙酯和醛在碱催化下也能顺利得到缩合产物：
实际上，能够在碱性条件下生成烯醇负离子的羰基化合物都可与醛或酮发生缩合，生成，-不饱和羰基化合物。催化剂可以是伯胺、仲胺、叔胺或季铵盐，也可以是烷氧基盐或无机碱等。这类反应统称Knoevenagel
缩合反应。
Knoevenagel缩合反应能和多种反应串联有效构筑碳骨架。如Knoevenagel缩合反应和6电环化组合能构筑多官能化的2H-吡喃环[4]：
（5）Darzens反应
醛或酮和-卤代酯在碱性条件下生成
-环氧酯称为Darzen
缩合反应。
-卤代酯中-H受到酯基和卤原子吸电子性的影响，具有一定的酸性（pKa20），在碱作用下，生成碳负离子并共振成更稳定的烯醇负离子，亲核进攻羰基化合物，发生类Aldol缩合，生成新的C-C键。生成的烷氧负离子作为亲核试剂发生分子内SN2反应，最后得到-环氧酯。虽然-环氧酯可以通过-
不饱和酯的环氧化得到，但Darzens反应在生成环氧的同时，生成新的C-C键。不仅-卤代酯能发生反应，-卤代酰胺或-卤代酮都能作为底物，在碱性条件下，它们能和醛或酮缩合得到-环氧酰胺或-环氧酮。
Darzens 反应机理由分离得到的中间体-氯代醇得到证明[5]。当间硝基苯甲醛和-卤代酮在碱性条件下反应时，可以以98.8％的产率得到-环氧酮，将
反应停留在初始阶段，可以分离得到两个中间体（I和II，为立体异构体），分别将两个中间体继续在碱性条件下反应，均得到最终产物
环氧酮。
事实上，Darzens反应不仅能构筑三元环，还能构筑四、五元环。如下图所示，亚砜基的邻位氢受到亚砜吸电子的影响，具有一定的酸性，在碱性条件下易失去而成碳负离子，亲核进攻反应体系中存在的醛，再发生分子内亲核取代，即可成四氢呋喃环。受亚砜基团空间位阻的影响，反应具有立体选择性[6]。
ClCl+
CHOTHF-50to-25oC
MeO作为Darzens反应的拓展，-环氧酯可水解生成酮：
参考文献
[1] Payette, J. N.; Honda, T.; Yoshizawa, H.; Favaloro, Jr., F. G.; Gribble, G. W. J. Org. Chem. 2006, 71, 416‐419.
[2] Morita, K.; Z. Suzuki, H. Hirose. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1968, 41, 2815‐2816.
[3] Hill, J. S.; Isaacs, N. S. J. Phys. Org. Chem. 1990, 3, 285‐288.
[4] Pena, J.; Moro, R. F.; Basabe, P.; Marcos, I. S.; Díez, D. RSC Adv. 2012, 2, 8041‐8049.
[5] Ballester, M.; Perez‐Blanco, D. J. Org. Chem. 1958, 23, 652.
[6] Komsta, Z.; Barbasiewicz, M.; Makosza, M. J. Org. Chem. 2010, 75, 3251‐3259.
2.2.2.4 安息香缩合
两分子醛在氰根阴离子催化下生成－羟基羰基化合物（安息香）的反应称为安息香缩合（Benzoin Condensation）：
氰根阴离子亲核进攻羰基得到氧负离子A，受到氰基吸电子的影响，A中的氢有一定的酸性，分子内质子转移得到碳负离子B，负电荷被氰基吸电子所分散而稳定，碳负离子B对另一醛分子的亲核进攻形成C-C键得到D，受氰基的影响，D中-羟基上的氢具有更大的酸性，分子内质子转移得到E，氰基阴离子离去，最终得到-羟基羰基化合物，即安息香。
HRCN
OHR
EA
HOO
N
RORRDBC
为了避免使用剧毒的氰根阴离子，氮杂环卡宾（N-heterocycle carbene, NHC）被用于安息香缩合的催化剂，催化原理如下：
氮杂环卡宾作为富电性亲核试剂亲核进攻羰基成内盐A，分子内质子转移得到烯醇B，氮的共轭给电子性使得和羟基相连的碳原子具有富电子性，亲核进攻另一个醛生成C后者经分子内质子转移，氮杂环卡宾离去得到安息香。
2.2.2.5 Michael加成
亲核试剂对-不饱和羰基化合物发生1,4-加成,称为Michael加成，其中亲核试剂称为Michael给体，-不饱和羰基化合物称为Michael受体。常用的Michael给体为能够形成烯醇或烯醇负离子的活泼亚甲基化合物，如酮、1,3-二酮、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等；常用的Michael受体包括-不饱和醛、-不饱和酮、-不饱和酯、丙烯腈、丙炔酮、丙炔酸酯、硝基烯烃等。
Michael加成已被广泛用于合成
1,5-二羰基化合物。例如:
在碱存在下，活泼亚甲基化合物被碱夺取一个质子，形成烯醇负离子，后者继而与-不饱和羰基化合物发生1,4-加成。
烯醇、烯醚、烯醇硅醚[1]、烯胺等富电性试剂也是理想的Michael给体，如：
Michael给体还可以是杂原子，如氧、硫、氮、磷等。当氮原子作为亲核试
剂原时，反应称为N‐Michael加成。例如：
Lewis酸和质子酸均可催化杂原子的Michael加成，例如，在催化量的质子酸(CF3SO2)2NH（用Tf2NH表示）存在下，不饱和羰基化合物可分别与酰胺、硫醇和醇发生N‐、S‐和O‐Michael加成[2]：
OCH2Ph2
C
EtO2C
PhCH2
ONH+EtO2CH3CN2Et-20oC,12
h2Et91%
参考文献
[1] Zhang, F.‐Y.; Corey, E. J. Org. Lett. 2001, 3, 639‐641.
[2] Wabnitz, T. C.; Spencer, J. B. Org. Lett. 2003, 5, 2141‐2144.
[3] De Fusco, C.; Fuoco, T.; Croce, G.; Lattanzi, A. Org. Lett. 2012, 14, 4078‐4081.
[4] Szeto, J.; Sriramurthy, V.; Kwon, O. Org. Lett. 2011, 13, 5420‐5423.
[5] Li, H.; Zu, L.; Xie, H.; Wang, J.; Jiang, W.; Wang, W. Org. Lett. 2007, 9, 1833‐1835.
[6] (a) Zu, L.; Zhang, S.; Xie, H.; Wang, W. Org. Lett. 2009, 11, 1627. (b) Wang, L.; Zhang, X.; Ma, D. Tetrahedron 2012, 68, 7675‐7679.
2.2.3 亚胺与碳亲核试剂的加成
亚胺可由醛（或酮）与胺（或氨）原位反应形成。醛（或酮）、氨(或伯胺)、和氢氰酸的多组分反应得到-氨基腈的反应称为Strecker反应。-氨基腈水解能够得到-氨基酸。
在这个反应中，醛酮与氨或伯胺首先作用得到亚胺，后者被氰根阴离子进攻，发生亲核加成（加成-质子化机理），得到-氨基腈。
NRNR
CNR1R2+NH
2O
NHR
2RH
R1R2R1
R2
CNR1R2
CN
CN-
如果是仲胺参与反应，反应的中间体是亚胺盐，净结果也得到
-氨基腈：
Strecker反应中所用的氰基化试剂可以是各种能够原位释放出CN-的试剂，如TMSCN等。手性的底物可立体选择性地生成含季碳的-氨基腈，后者经进一步转化得到氨基酸、氨基醇、二胺等官能化的产物[1]：
如果使用手性催化剂，可实现对映选择性的Strecker反应，例如[2]：
对于较活泼的亚胺，-重氮乙酸乙酯（较弱的亲核试剂）可在质子酸催化下与其发生亲核加成反应，生成吖丙啶，例如[3]
：
这个反应的机理如下：
炔基锌等较强的亲核试剂对亚胺发生亲核加成，得到炔丙胺类化合物。在下
第2章 加成反应
加成反应是有机反应中最常见的反应类型之一，由多个反应物加合生成一个产物。被加成反应物含有不饱和键，如碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键、碳氮双键等，加成过程中不饱和键的数目减少，单键的数目增加。根据加成试剂的性质不同，加成反应分为亲电加成反应、亲核加成反应、自由基加成反应和环加成反应，其中环加成反应按协同机理进行，将在第7章周环反应部分讨论。
亲电加成反应：
亲核加成反应：
自由基加成反应：
2.1亲电加成反应
烯烃或炔烃的亲电加成反应通常分两步进行：在第一步反应中，富电子的烯烃或炔烃(作为Lewis碱)的电子进攻缺电子的亲电试剂E+（作为Lewis酸），生成碳正离子中间体。在第二步反应中，碳正离子中间体被富电子物种Nu-捕获，生成加成产物。第一步反应为决速步骤，因此碳碳重键的电子云密度越大，生成
的碳正离子中间体越稳定，反应速度越快。
能与烯烃或炔烃发生亲电加成反应的常见亲电试剂包括Brønsted酸，如氢卤酸、硫酸、水，以及Lewis酸，如卤素、硼烷和Hg(OAc)2等。
2.1.1 烯烃和炔烃与Brønsted酸的亲电加成
2.1.1.1 烯烃和炔烃加氢卤酸
烯烃和HCl、HBr、HI加成得到卤代烃。
HCl
HBrHII
反应机理涉及碳正离子中间体。烯烃的电子进攻HX的质子，X带着一对电子离去，由于电子转向质子生成C-H单键，另一个碳原子则成为碳正离子，这是反应的决速步骤。碳正离子中间体一旦形成，便立即与体系中的X－离子结合生成加成产物。
加HX的反应需在惰性溶剂（如二氯甲烷、正己烷等）中进行，如果在水和醇等具有亲核性的溶剂中反应，溶剂将和卤阴离子竞争，进攻碳正离子，生成相
应的醇和醚。
由于碳正离子的生成为决速步骤，因此，反应速度和反应物中键的电子云密度有关，如果烯烃上有给电子基，烯烃的电子云密度增大，则有利于反应，如果烯烃上有吸电子基，烯烃的电子云密度降低，则不利于反应。
不对称烯烃的反应具有区域选择性，如氯化氢和丙烯的加成，产物以2-氯丙烷为主。Vladimir Markovnikov最早发现和总结出这一规律，即氢总是加在含氢多的碳原子上，称为马氏规则[1]。
对于马氏规则的解释可以有两种，一是基于底物的结构；二是基于碳正离子中间体的相对稳定性。从底物的结构来看，甲基的推电子诱导作用（+I）使得烯烃末端碳原子比中间碳原子拥有更大的电子云密度，有利于首先夺得质子：
从中间体的相对稳定性来看，质子加到丙烯上去有两种可能，加在末端碳原子上生成异丙基碳正离子，加在中间碳原子上生成正丙基碳正离子，由于异丙基
碳正离子比正丙基碳正离子稳定，更容易生成，因此主要产物为
2-氯丙烷。
反应过程中一旦生成碳正离子，不可避免地要发生碳正离子的重排，重排的驱动力是生成更稳定的碳正离子，或是减小环张力。重排主要有两种，一是1,2-氢迁移（1,2-H Shift），另一是1,2-烷基迁移（1,2-R Shift），称为Wagner-Meerwein 重排。 ClCl1,2-HShiftCl
ClCl1,2-RShiftCl
当烯烃为共轭二烯烃时，亲电加成可以有两个产物，即1,2-加成产物和1,4-加成产物，后者也称共轭加成。1,2-加成经历的碳正离子A较稳定，而1,4-加成产物较稳定，因此1,2-加成是动力学控制，而1,4-加成是热力学控制。低温有利于1,2-加成，高温则有利于1,4-加成。
碳正离子本身也是亲电试剂，可以和烯烃再次发生亲电加成。一个经典例子是角鲨烯在质子条件下的环合，生成甾族化合物。角鲨烯在酶（提供质子）作用下，发生区域和立体选择性的、多米诺式的亲电环化反应，得到碳正离子中间体，最后经-消除得到双键[2]
。
炔烃与卤化氢加成首先生成卤代烯烃，卤代烯烃继续与卤化氢加成生成二卤代烷。
不对称炔烃与卤化氢的加成也遵从马氏规则。例如：
炔烃与卤化氢加成的第一步形成烯基碳正离子中间体，其中的缺电中心碳原子采取sp杂化或sp2杂化，因此其稳定性较烷基碳正离子差。
对于非末端炔烃所形成烯基碳正离子中间体，在与亲核基团（X‐）反应一步往往生成反式加HX产物。例如：
参考文献
[1] Berthelot, M. Justus Liebigs Ann. Chem. 1870, 156, 228‐229.
[2] Tanaka, H.; Noguchi, H.; Abe, I. Org. Lett. 2004, 6, 803‐806.
2.1.1.2 烯烃和炔烃的水合 浓硫酸是强的质子酸，可以与烯烃加成得到硫酸氢酯，后者水解生成醇,反应的区域选择性符合马氏规则。此反应称为烯烃的间接水合。
水的酸性太弱，不能直接水合。一个有效的方法是用强质子酸（如H2SO4）进行催化，可直接水合得到醇。 +H2O2
炔烃的水和生成醛或酮，常用HgSO4-H2SO4作催化剂，详见第2.1.2.2节。 2.1.2 烯烃和炔烃与Lewis 酸的亲电加成
除了Brønsted 酸之外，一些Lewis酸也作为亲电试剂与烯烃和炔烃发生亲电加成。容易发生此类反应的Lewis酸包括卤素、硼烷、一些过渡金属等。 2.1.2.1 烯烃和炔烃与卤素的亲电加成 烯烃和卤素在无水的惰性溶剂中反应，生成邻二卤代烃，在水存在下反应生成-卤代醇，在醇存在下反应则生成-卤代醚，其中-卤代醇被看作是加次卤酸（HOX）的产物。
卤素作为亲电试剂与不饱和烃发生加成反应时，不同的卤素其相对反应活性为：F2 Cl2 Br2 I2。烯烃与F2的反应过于激烈，很难控制；与I2容易发生可逆反应，平衡偏向原料烯烃。因此，烯烃加卤素通常是指加Cl2或加Br2。
烯烃与溴的加成是立体专一性的，主要生成反式加成产物。反应分两步进行，以环己烯加溴为例，溴在烯烃电子的作用下产生诱导偶极，靠近烯烃的溴带部分正电荷，远离烯烃的溴带部分负电荷。烯烃进攻带部分正电荷的溴成为溴鎓离子中间体，另一溴以溴负离子的形式离去，这是反应的决速步骤。溴负离子再从溴鎓离子的背面进攻，得到邻二溴产物。
溴鎓离子环中的两个碳原子被进攻几率相等，故得到一对反-1,2-二溴环己烷的对映体。
第一步：
第二步：
当反应体系中存在水时，水作为亲核试剂进攻溴鎓离子，生成一对反式-溴代环己醇的对映体：
关于烯烃加溴反应立体化学的另一个例子是反-1,2-二苯基乙烯和顺-1,2-二苯基乙烯与溴的反应，前者生成了一个内消旋体，后者则生成外消旋体：
Br2BrH
BrHBr2BrH+HBr
HBrBrH
对于不对称的烯烃，当亲电原子和亲核原子不同时，反应具有区域选择性。以末端烯烃的反应为例，由于烷基的存在，反应决速步骤所形成的溴鎓离子中两个C-Br键的键长是不等的。有两种可能的溴鎓离子A和B，其中A较B稳定，
这与碳正离子的稳定性相似。因此，反应优先经历途径(a)生成马氏产物。
乙烯[1]。
由于液溴使用的安全性差，人们发展了许多溴的代用品，它们通常是稳定的固体，如NBS、三溴吡啶[2]和N-甲基吡咯烷酮与三溴化氢的络合物[3]。 NBSBr-H+Br
ROHNBS:NBrROH
ORO
Cl2或次氯酸与烯烃的亲电加成反应的立体化学与溴有所不同，氯的共价半
径（99 pm）比溴（114 pm）小，不易生成三元环的氯鎓离子中间体，而是形成较稳定的碳正离子中间体。例如，1-甲基环己烯加次氯酸的反应没有立体选择性，但有区域选择性。
硫原子的共价半径（103 pm）比溴小，但比氯大，能够形成三元环的硫鎓离子中间体。因此，烯烃和次磺酰氯(如PhSCl)能发生亲电加成，而且是立体专一性的。S-Cl单键由于氯有更大的电负性（Cl：3.16，S:2.58），不均匀极化，使得氯带部分负电荷，而硫带部分正电荷，和烯烃反应先形成硫鎓离子，再和氯负离子结合成产物。由于甲基的给电子，反应具有区域选择性，由于硫鎓离子的形
成，氯和苯硫基处于反式，反应具有立体选择性。
除了次磺酰氯外，次磺酸酯（如PhSOMe）、次磺酰胺（如N-苯硫基邻苯二甲酰亚胺）等亦可作为硫亲电试剂，与烯烃作用形成锍鎓离子，进而发生亲电加成反应，Lewis碱（如硫醚）可催化这一过程[4]，例如：
在这个过程中，质子酸首先活化亲电试剂，形成铵盐A，后者在Lewis碱存在下离去邻苯二甲酰亚胺，形成Lewis碱稳定的次磺酰正离子的盐B。B是活性亲电物种，它立即与烯烃作用形成锍鎓离子C。最后，亲核试剂进攻锍鎓离子，
开环得到反式加成产物[4]。
炔烃与卤素的加成反应机理与烯烃相似。根据反应条件，炔烃加一分子卤素，主要生成反式1,2-二卤烯烃，再加第二分子卤素，则生成四卤代烃。
例如：
由于碳碳双键加上亲电试剂后所生成的烷基碳正离子中间体比碳碳三键加成后形成的烯基碳正离子中间体稳定，烯烃的亲电反应速度比炔烃快，因此，烯炔与一分子Br2加成时，选择性地生成碳碳双键加成产物：
参考文献
[1] Jarret , R. M.; New, J.; Karaliolios, K. J. Chem. Educ. 1997, 74, 109‐110.
[2] McKenzie, L. C.; Huffman, L. M.; Hutchison, J. E. J. Chem. Educ. 2005, 82, 306‐310.
[3] Berrien, J.‐F.; Provot, O.; Joseph, D.; Bekaert, A.; J. Chem. Educ. 2004, 81, 1348‐1349.
[4] Denmark, S. E.; Jaunet, A. J. Org. Chem. 2014, 79, 140‐171.
[5] Crouch, R. D.; Tucker‐Schwartz, A.; Barker, K. J. Chem. Educ. 2006, 83, 921‐922.
2.1.2.2 烯烃和炔烃与过渡金属的亲电加成
烯烃与醋酸汞在THF‐H2O溶液中反应得到含有C-Hg键的中间体，该中间体经硼氢化钠还原得到烯烃的水合产物，称为羟汞化-还原反应（oxymercuration‐ reduction）。
羟汞化反应具有区域选择性和立体选择性，反应经历三元环状汞鎓离子中间体，亲核试剂（H2O）从三元环的背面进攻连有较多烷基的C-Hg键的碳原子，开
环形成羟汞化产物。 +H2OCH+AcO
32-H+
OAcHgOAcHgOAc较稳定主要产物HgOAc
Hg3+
OAcHgOAc-H+HgOAc+
H
2O2较不稳定次要产物 C-Hg键再用NaBH4进行还原得到C-H键：
羟汞化反应和还原反应组合在一起，净结果发生的是烯烃的水合，加成符合马氏规则，即氢加在含氢多的碳原子上，具有区域选择性。但是最后一步的还原消除使反应失去立体选择性。和酸催化烯烃水合相比，避免生成碳正离子中间体，避免了骨架的重排，因此，仍然具有实验室制备醇的优势[1]。
当用THF-ROH溶液进行羟汞化反应时，产物是不对称醚：
当底物为炔烃时，Hg2+只需要催化量，而且不需要还原就可以得到烯醇，互变异构最后得到羰基化合物：
末端炔烃的反应区域选择性地生成甲基酮，而不是醛。非末端炔烃则没有区域选择性，但可用邻基参与的策略提高区域选择性，下述三价金催化的反应就是一个很好的例子
[2]
：
这个反应的可能机理如下：
R1OR2
R
2R
2AuIII
AuIII
2RR1OH
2
R1OHH22
-Au(III)22
R1R1
反应的净结果是炔烃的水合。从加上去的羟基和氢两个基团来看，羟基优于
氢先加到被Lewis酸活化了的炔烃上，因此文献中这类反应也称为过渡金属催化下炔烃的亲核加成。反应过程中五元环的形成决定了反应的区域选择性。
在如下Lewis 酸催化下的1,5‐联烯炔亲电环化反应中，炔烃亲电加成的区域选择性也得到了很好的控制[3]:
在这个反应中，一价金作为Lewis酸活化了碳碳三键，富电子的联烯基团对缺电子的碳碳三键发生分子内亲电加成，得到符合“6-endo-dig规则”的关环产物，随后发生分子内Friedel－Crafts烷基化和M－H交换反应，得到环化产
物。
若底物是1,6-联烯炔，联烯对炔烃的亲电关环将按照“6-exo-dig规则”，生成含有环外双键的环化产物：
参考文献
[1] Gibbs, R.; Weber, W. P.; J. Chem. Educ., 1971, 48, 477‐478.
[2] Xu, B.; Wang, W.; Liu, L.‐P.; Han, J.; Jin, Z.; Hammond, G. B.; J. Organomet. Chem. 2011, 696, 269‐276.
[3] Aubert, C.; Fensterbank, L.; Garcia, P.; Malacria, M.; Simonneau, A. Chem. Rev. 2011, 111, 1954‐1993
2.1.2.3 烯烃与硼烷的亲电加成
硼烷中的硼是六电子体系，为缺电子性的Lewis酸，通常存在的形式是二聚体。在THF等能提供电子的溶剂中，硼烷和溶剂发生配位作用得到Lewis酸碱复合物，如三氟化硼的四氢呋喃溶液：
烯烃和炔烃与硼烷的反应分别生成烷基硼烷和烯基硼烷，后者再经碱性氧化处理得水合产物，称为硼氢化-氧化反应（hydroboration-oxidation）。
烯烃和硼烷加成时，两个原因使得硼氢化具有区域选择性，一是底物的结构，甲基的给电子诱导作用使键发生极化，C-2较C-1有更大的电负性，易进攻缺电子的硼；二是环状过渡态A的空间位阻较B小。此外，硼氢化反应属于协同反应，经过环状过渡态，所以这个环加成为顺式加成。
三烷基硼用碱性双氧水氧化形成醇的机理如下所示。双氧水在碱性条件下解离成过氧阴离子，和缺电性三烷基硼发生电子转移，烷基带着一对电子迁移到邻位氧原子上，羟基带着一对电子离去。重复两次这样的操作，即可得到三烷氧基硼。在碱性条件下三烷氧基硼解离，得到烷氧基阴离子，最后质子交换得到中性
分子醇和硼酸根阴离子。
以1－甲基环己烯的硼氢化/氧化为例，最后得到反-2-甲基环己醇，加上去的H和OH总是在烯烃的同侧。
硼氢化/氧化反应的净结果是烯烃的水合，最后得到醇。反应具有区域选择性，得到反马氏加成的产物。同时，硼氢化反应的顺式加成，并且在随后碱性氧化过程中烷基带着一对电子的迁移，使得顺式加成的立体化学得到保留，因此硼氢化/氧化反应具有立体选择性。
末端炔烃上的硼氢化反应，很难使反应停留在烯基硼烷，使用立体位阻的二
戊基硼烷则可以对末端炔烃进行硼氢化生成烯基硼烷，继而氧化水解成醛：
硼氢化是可逆的。例如，2-甲基-2-戊烯在25 oC硼氢化，随后氧化得到2-甲基-3-戊醇；如果提高硼氢化温度到160 oC，氧化后则得到4-甲基-1-戊醇[1]：
在高温下反应时，经硼氢化及其逆反应，最终得到热力学有利（即位阻较小）的三烷基硼烷。
参考文献
[1] McMurry, J. Organic Chemistry, 7e, Thomson Learning, 2008, p258.
2.2 亲核加成反应
羰基化合物中键的不均匀极化导致碳带部分正电荷，氧带部分负电荷，碳原子易受到亲核试剂的进攻，氧原子易受到亲电试剂的进攻。
羰基碳容易受亲核试剂进攻，发生亲核加成反应。亲核试剂可以是含孤对电子的中性分子（如水、醇、硫醇、胺等），也可以是碳负离子及其等价试剂（如-CN、RMgX、RLi）；如果底物中R1，R2是吸电子基，则能增加碳原子的缺电子性，更易接受亲核试剂的进攻；反应过程中碳原子的杂化类型由平面型sp2向四面体型sp3转变，空间位阻增大，R1，R2基团越小对反应越有利；反应可以在碱性（或中性）条件下进行，也可以在酸催化下进行。碱性或中性条件下的反应通过加成-质子化机理进行，酸催化的反应则按照质子化-加成机理进行。
2.2.1 羰基与杂原子的亲核加成
2.2.1.1 羰基的水合
醛酮在水溶液中与其水合物之间存在如下平衡，但一般情况下平衡偏向醛酮一边。
1HR
R2R2
气态的甲醛以单体形式存在，市售的甲醛通常是甲醛水溶液（福尔马林）或多聚甲醛固体。甲醛水溶液中甲醛以较稳定的偕二醇形式存在。其他较稳定的偕二醇有三氯乙醛水合物、水合茚三酮等。
2.2.1.2 半缩醛(酮)和缩醛(酮)的形成
用醇代替水作为亲核试剂，可以得到半缩醛(酮)。半缩醛(酮)不稳定，失去醇变回原来的羰基化合物。反应通常用酸催化，按照质子化-加成机理进行。
稳定的半缩醛(酮)有：
半缩醛(酮)可以继续和醇反应得到缩醛(酮)： 例如：
形成缩醛(酮)的反应是可逆的，除去反应生成的水可以提高缩醛(酮)的产率。在酸催化下，缩醛(酮)水解则游离出原来的羰基，如[1]：
利用这一可逆性质，缩醛(酮)通常被用作羰基的保护基团。例如[2]： CO2MeCO2MeLiAlH4
TsOH,C6H6Et2OO54%89%HCl,HOH
2O
MeOH
98%O
此外，利用缩醛(酮)形成反应的可逆性，还可由简单易得的缩酮通过交换反应来制备复杂的缩酮，例如[3]：
参考文献
[1] Yuan, C.; Du, B.; Yang, L.; Liu, B. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9291‐9244.
[2] Payette, J. N.; Honda, T.; Yoshizawa, H.; Favaloro, Jr., F. G.; Gribble, G. W. J. Org. Chem. 2006, 71, 416‐419.
[3] Bai, Y.; Lowary, T. L. J. Org. Chem. 2006, 71, 9672‐9680.
2.2.1.3缩硫醛(酮)的形成
当亲核试剂是硫醇时，醛、酮与其反应生成硫缩醛(酮) ：
反应机理和缩醛酮的形成相似：
硫缩醛(酮)的水解比缩醛(酮)难得多，要在汞盐催化下进行水解：
硫缩醛在还原剂存在下，发生C-S键的断裂，净结果是羰基变成亚甲基：
除了做羰基的保护基外，硫缩醛的碳原子可以发生极性逆转。硫缩醛上的氢有一定的酸性。1,3-二硫代环己烷的pKa为36.5（Cs+， THF）,2-苯基1,3-二硫代环己烷的pKa为30.5（Cs+， THF）。在强碱作用下，可成碳负离子。原来醛基碳原子带有部分正电荷，发生极性逆转成了碳负离子，由亲电试剂变成亲核试剂，可以进攻羰基等缺电子性的物种：
如下目标化合物的合成经过了A、B、C、和D四次极性逆转，反应过程中，还利用了六甲基磷酰三胺（HMPA）微弱的碱性夺得羟基上的质子，从而发生分子内三甲基硅基的迁移，产生新的硫缩醛，以发生进一步的极性逆转[1]。
HHHHHTMS
B
HH
S 参考文献
[1] Smith, A. B.; Xian, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 66‐67.
2.2.1.4 亚胺及相关化合物的形成
羰基化合物和伯胺(RNH2)或氨(NH3)反应，生成亚胺，又称为Schiff碱。
在酸催化下，反应经历加成-消除机理，并且是可逆的：
当亲核试剂为羟胺时，产物为肟；当亲核试剂为肼时，产物为腙。肟和腙的
形成机理和Schiff
碱的形成相类似：
每一个反应都有其独特的用途。亚胺可以做配体，也可以被还原生成胺，是工业制备伯胺的一种方法：
肟在酸性条件下可发生Beckmann重排成酰胺（见5.2.2节）。腙能在强碱作用下发生还原反应，将羰基转变成亚甲基，称为Wolff‐Kishner‐黄鸣龙还原（见
6.4.1节）。
1.
OR
1H
R2HOCH2CH2OH/RH
2.2.2 羰基与碳亲核试剂的加成
2.2.2.1
羰基与金属有机试剂的加成 有机镁试剂（又称格氏试剂）和羰基化合物的亲核加成反应生成醇，称为Grignard
反应。这是形成
C-C
键的重要方法之一。
格氏试剂提供碳负离子，亲核进攻羰基，形成C-C键，由于碳负离子不是一个好的离去基团（烷烃的pKa 45），反应不可逆。格氏试剂含有C-M键，称为金属有机化合物， V. Grignard发明了有机镁试剂和Grignard反应，并将其广泛应用于有机合成中，从而开创了金属有机化学领域，他为此而获得了1912年Nobel化学奖。 格氏试剂有卤代烷与金属镁在无水的醚类溶剂（如无水乙醚和四氢呋喃）中反应生成。例如：
卤代烷与金属镁的反应通过单电子转移(Single Electron Transfer, 简称SET)过程进行，最后形成C-Mg键。碳原子从原来的带部分正电荷转化成为碳负
离子，从而被还原，发生极性逆转，金属镁插入到C-X键中去被氧化，这种转化也因此称为金属对C-X键的氧化加成。产生的有机镁化合物通常可与醚类溶剂形成配合物，从而稳定了有机镁化合物。
EtEt
RX+MgSETRX+R
+MgXRMgX2Et2ORMgX
EtEt
格氏试剂进攻带正电荷的碳，表现为亲核性；进攻质子，表现为碱性。亲核性和碱性并存，将产生竞争反应。因此，体系中不能有活泼质子，使用的溶剂必须无水处理；而且，格氏试剂通常不能对卤代烃进行SN2反应，由于碱性强，容
易夺质子而发生-H
消除得到E2
产物。
格氏反应通常分步进行，
先制备好格氏试剂，然后加入亲电底物。如果将卤代烃、
羰基化合物和金属一起加入，
用“一锅法”完成反应，称为Barbier反应。常用的金属或金属盐有对水不太敏感的铝、锌、铟、锡、二碘化钐等。例如：下列反应物和试剂在室温（rt）下反应4.5小时（h），得到庚-1-炔-4-醇：
如果用格氏试剂，末端炔烃必须先被保护，因为格氏试剂和末端炔烃不能并存于同一分子中。
1887年，Reformatsky报道了在锌粉作用下，碘乙酸乙酯和丙酮的反应，生成3-羟基-3-甲基-丁酸乙酯，称为Reformatsky反应。在这个反应中，锌首先与碘乙酸乙酯作用生成有机锌化合物，后者主要以二聚体A的形成存在；然后，
有机锌化合物与酮羰基配位，形成配合物B，后者立即发生亲核加成，生成醇盐C；反应结束后，用酸中和得到醇。Reformatsky反应常用溶剂为THF、Et2O、DME或
MeCN。
广义的Reformatsky反应定义为：金属诱导的－卤代酯与亲电试剂的反应。反应具有以下特征：（1）反应可以“一锅法”进行，也可以先制备烯醇金属盐，再加亲电试剂；（2）通常情况使用有配位功能的醚作为反应溶剂，如THF，乙醚，二氧六环，或是这些溶剂和非极性溶剂（甲苯）的混合溶剂，也可以使用极性较大的溶剂，如乙腈，DMF，DMSO，HMPA等；（3）亲电试剂除了醛或酮外，还可以是酯、酰氯、环氧、乃春、吖丙啶、亚胺，当亲电试剂为腈时，反应称为Blaise反应；（4）金属可以是锌、锂、镁、镉、钡、铟、锗、镍、钴、锶等，金属盐可以是具有还原势的SmI2、CrCl2、TiCl2等。
在铬盐催化下，卤代烃和醛反应得到亲核加成产物，这个反应称为Nozaki-Hiyama-Kishi反应。
催化过程的第一步是Ni(II)被Cr(II)还原为Ni(0)；然后，Ni(0)对卤代烃进行氧化插入，形成Ni(II)配合物A；接着A与Cr(III)进行金属交换形成Cr(III)配合物B；最后, B对羰基发生亲核加成。所以，这个反应只需要催化量的镍，而铬盐为化学计量的2
倍量。
2.2.2.2 羰基与叶立德的反应
碳负离子和杂原子（如磷、硫、氮、氧等）相连的阴阳离子物种称为叶立德(ylide)，常见的磷、硫、氮和氧叶立德的结构如下：
在磷叶立德、硫叶立德中，碳负离子被磷、硫的3d轨道所稳定，氧叶立德、氮叶立德中，碳负离子被取代基的吸电子性所稳定。
三芳基膦对伯、仲卤代烃发生亲核取代，得到的鏻盐(phosphonium)在碱性条件下失去-H，生成磷叶立德，又称Wittig试剂。这是制备磷叶立德的常用方法。
氢或烷基（alkyl）取代的磷叶立德一般不稳定，吸电子基（electron withdrawing group，简称EWG，如-COOR，-COR，-SOR等）取代的磷叶立德则相对稳定。例如，由-氯乙酸乙酯与三苯基膦制备的磷叶立德是一种可在常温下保存的化学试剂。
磷叶立德的主要反应是对羰基的亲核加成生成烯烃，该反应称为Wittig反应。不稳定磷叶立德能和醛或酮反应；稳定磷叶立德只能和醛反应。稳定磷叶立德在无盐条件、极性非质子性溶剂中和醛反应主要生成热力学控制的E型烯烃，不稳定磷叶立德在同样条件下主要生成动力学控制的Z型烯烃。Wittig反应经历了一个四元环中间体。首先，Wittig试剂对羰基进行亲核加成；然后，亲核加成所产生的阴阳离子中间体（A或A）发生分子内亲电环化，形成四元环中间体（B或B）；最后，四元环中间体开环，消除一分子三苯基氧膦，得到烯烃。 R=alkylPhRRH
H3+Ph3PO
HPPh3PhPhH
PhHPhAHB(Z)-烯烃
Ph动力学控制产物R
HORH
H3
H+Ph3PO
R=EWGHHPh
3(E)-烯烃
A'B'热力学控制产物
由磷酸酯形成的磷叶立德和醛之间的反应称为Horner-Wadsworth-Emmons反应（HWE反应），四元环的形成是该反应的决速步骤（rate determining step,简称RDS），其结构决定了产物烯烃的构型：
能量有利能量不利
快
MMB:
O更慢慢
RDS
HCOOR'HCOOR'HPhPhHZ-E-
次要产物主要产物
硫叶立德中碳负离子有较强的亲核性，与醛、酮反应时先发生亲核加成，然后经分子内亲核取代，生成环氧化合物，例如：
对于,-不饱和羰基化合物，由DMSO衍生的硫叶立德优先发生1,4-加成，并生成环丙烷化产物，如：
PhPhOEtDMSO
PhO
Et
OH3C3
H2
3C3 硫叶立德与
N-对甲苯磺酰-2-氯甲基苯胺的反应可用于吲哚骨架的合成[1]
：
这个串联反应涉及
1,4-共轭加成，其机理如下：
PhMichael
B:NH
参考文献
[1] Yang, Q.‐Q.; Xiao, C.; Lu, L.‐Q.; An, J.; Tan, F.; Li, B.‐J.; Xiao, W.‐J. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9137‐9140.
2.2.2.3羰基与烯醇负离子、烯醇和烯胺的加成
（1）羟醛缩合
含-H的羰基化合物缩合成-羟基羰基化合物，称为羟醛缩合，该反应具有原子经济性，原料中所有原子均在产物中出现，反应可以用碱催化，也可以用酸
催化，反应可逆。碱催化条件下，亲核试剂为烯醇负离子，酸催化条件下，亲核试剂为烯醇。
碱催化的羟醛缩合机理：
酸催化的羟醛缩合机理：
在碱或酸性条件下脱水可以得到-不饱和羰基化合物。碱催化脱水通常经E1cb机理进行，酸催化脱水一般按照E1机理进行：
碱催化脱水：
-2
2-
1RR1
12
酸催化脱水：
R2+
2
RR11R
R1
OH2
R2
R2
羟醛缩合可发生在醛与醛之间、酮与酮之间，也可发生酮与醛之间，即交叉
的羟醛缩合。羟醛缩合既可发生在分子间，也可发生在分子内。例如：
HCHO
KOH
二苯并18-冠-6
96%
对于能够形成共轭结构的烯醇或烯醇负离子，羟醛缩合反应可发生在羰基的-位，如下,-不饱和烯酮在甲醇钠存在下反应，生成分子内羟醛缩合产物[1]：
（2）Baylis-Hillman反应
在叔胺或三烃基膦催化下，醛或酮与‐不饱和羰基化合物发生反应，生成‐羰基丙烯醇的反应称为Baylis‐Hillman反应（简称BH反应），又称Morita‐Baylis‐Hillman反应（简称MBH反应）[2]。BH反应常用的催化剂为DABCO（1,4‐二氮双环[2,2,2]
辛烷的缩写）。
在BH反应中，DABCO首先与-不饱和羰基化合物发生氮杂-Michael加成，得到烯醇负离子中间体A；然后，烯醇负离子亲核进攻醛羰基，形成中间体B；接着，B的氧负离子分子内夺-H（羰基-H有一定酸性），产生新的烯醇负离子C；最后，DABCO离去，生成-羰基丙烯醇[3]。
（3）Perkin反应
1868年，W.H.Perkin发现水杨醛的钠盐和醋酸酐加热能得到香豆素：
当底物为苯甲醛时，苯甲醛和醋酸酐在碱金属盐的作用下也能缩合，得到产物为肉桂酸，该反应称为Perkin
缩合反应：
醋酸酐的-H具有一定的酸性（pKa25），在碱性环境中生成烯醇负离子，进攻醛基，随后的氧负离子经过六元环状过渡态进攻乙酰基，经历分子内的酸酐醇解反应和乙酸的消除，得到肉桂醛。生成的烯烃以热力学稳定的反式烯烃为主。
若芳基的邻位有OH，或O－，继Perkin缩合，发生分子内酯化，生成香豆素：
（4）Knoevenagel缩合反应
1894
年，Knoevenagel报道了在二乙胺催化下丙二酸二乙酯和甲醛的缩合：
随后，他发现乙酰乙酸乙酯和醛在碱催化下也能顺利得到缩合产物：
实际上，能够在碱性条件下生成烯醇负离子的羰基化合物都可与醛或酮发生缩合，生成，-不饱和羰基化合物。催化剂可以是伯胺、仲胺、叔胺或季铵盐，也可以是烷氧基盐或无机碱等。这类反应统称Knoevenagel
缩合反应。
Knoevenagel缩合反应能和多种反应串联有效构筑碳骨架。如Knoevenagel缩合反应和6电环化组合能构筑多官能化的2H-吡喃环[4]：
（5）Darzens反应
醛或酮和-卤代酯在碱性条件下生成
-环氧酯称为Darzen
缩合反应。
-卤代酯中-H受到酯基和卤原子吸电子性的影响，具有一定的酸性（pKa20），在碱作用下，生成碳负离子并共振成更稳定的烯醇负离子，亲核进攻羰基化合物，发生类Aldol缩合，生成新的C-C键。生成的烷氧负离子作为亲核试剂发生分子内SN2反应，最后得到-环氧酯。虽然-环氧酯可以通过-
不饱和酯的环氧化得到，但Darzens反应在生成环氧的同时，生成新的C-C键。不仅-卤代酯能发生反应，-卤代酰胺或-卤代酮都能作为底物，在碱性条件下，它们能和醛或酮缩合得到-环氧酰胺或-环氧酮。
Darzens 反应机理由分离得到的中间体-氯代醇得到证明[5]。当间硝基苯甲醛和-卤代酮在碱性条件下反应时，可以以98.8％的产率得到-环氧酮，将
反应停留在初始阶段，可以分离得到两个中间体（I和II，为立体异构体），分别将两个中间体继续在碱性条件下反应，均得到最终产物
环氧酮。
事实上，Darzens反应不仅能构筑三元环，还能构筑四、五元环。如下图所示，亚砜基的邻位氢受到亚砜吸电子的影响，具有一定的酸性，在碱性条件下易失去而成碳负离子，亲核进攻反应体系中存在的醛，再发生分子内亲核取代，即可成四氢呋喃环。受亚砜基团空间位阻的影响，反应具有立体选择性[6]。
ClCl+
CHOTHF-50to-25oC
MeO作为Darzens反应的拓展，-环氧酯可水解生成酮：
参考文献
[1] Payette, J. N.; Honda, T.; Yoshizawa, H.; Favaloro, Jr., F. G.; Gribble, G. W. J. Org. Chem. 2006, 71, 416‐419.
[2] Morita, K.; Z. Suzuki, H. Hirose. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1968, 41, 2815‐2816.
[3] Hill, J. S.; Isaacs, N. S. J. Phys. Org. Chem. 1990, 3, 285‐288.
[4] Pena, J.; Moro, R. F.; Basabe, P.; Marcos, I. S.; Díez, D. RSC Adv. 2012, 2, 8041‐8049.
[5] Ballester, M.; Perez‐Blanco, D. J. Org. Chem. 1958, 23, 652.
[6] Komsta, Z.; Barbasiewicz, M.; Makosza, M. J. Org. Chem. 2010, 75, 3251‐3259.
2.2.2.4 安息香缩合
两分子醛在氰根阴离子催化下生成－羟基羰基化合物（安息香）的反应称为安息香缩合（Benzoin Condensation）：
氰根阴离子亲核进攻羰基得到氧负离子A，受到氰基吸电子的影响，A中的氢有一定的酸性，分子内质子转移得到碳负离子B，负电荷被氰基吸电子所分散而稳定，碳负离子B对另一醛分子的亲核进攻形成C-C键得到D，受氰基的影响，D中-羟基上的氢具有更大的酸性，分子内质子转移得到E，氰基阴离子离去，最终得到-羟基羰基化合物，即安息香。
HRCN
OHR
EA
HOO
N
RORRDBC
为了避免使用剧毒的氰根阴离子，氮杂环卡宾（N-heterocycle carbene, NHC）被用于安息香缩合的催化剂，催化原理如下：
氮杂环卡宾作为富电性亲核试剂亲核进攻羰基成内盐A，分子内质子转移得到烯醇B，氮的共轭给电子性使得和羟基相连的碳原子具有富电子性，亲核进攻另一个醛生成C后者经分子内质子转移，氮杂环卡宾离去得到安息香。
2.2.2.5 Michael加成
亲核试剂对-不饱和羰基化合物发生1,4-加成,称为Michael加成，其中亲核试剂称为Michael给体，-不饱和羰基化合物称为Michael受体。常用的Michael给体为能够形成烯醇或烯醇负离子的活泼亚甲基化合物，如酮、1,3-二酮、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等；常用的Michael受体包括-不饱和醛、-不饱和酮、-不饱和酯、丙烯腈、丙炔酮、丙炔酸酯、硝基烯烃等。
Michael加成已被广泛用于合成
1,5-二羰基化合物。例如:
在碱存在下，活泼亚甲基化合物被碱夺取一个质子，形成烯醇负离子，后者继而与-不饱和羰基化合物发生1,4-加成。
烯醇、烯醚、烯醇硅醚[1]、烯胺等富电性试剂也是理想的Michael给体，如：
Michael给体还可以是杂原子，如氧、硫、氮、磷等。当氮原子作为亲核试
剂原时，反应称为N‐Michael加成。例如：
Lewis酸和质子酸均可催化杂原子的Michael加成，例如，在催化量的质子酸(CF3SO2)2NH（用Tf2NH表示）存在下，不饱和羰基化合物可分别与酰胺、硫醇和醇发生N‐、S‐和O‐Michael加成[2]：
OCH2Ph2
C
EtO2C
PhCH2
ONH+EtO2CH3CN2Et-20oC,12
h2Et91%
参考文献
[1] Zhang, F.‐Y.; Corey, E. J. Org. Lett. 2001, 3, 639‐641.
[2] Wabnitz, T. C.; Spencer, J. B. Org. Lett. 2003, 5, 2141‐2144.
[3] De Fusco, C.; Fuoco, T.; Croce, G.; Lattanzi, A. Org. Lett. 2012, 14, 4078‐4081.
[4] Szeto, J.; Sriramurthy, V.; Kwon, O. Org. Lett. 2011, 13, 5420‐5423.
[5] Li, H.; Zu, L.; Xie, H.; Wang, J.; Jiang, W.; Wang, W. Org. Lett. 2007, 9, 1833‐1835.
[6] (a) Zu, L.; Zhang, S.; Xie, H.; Wang, W. Org. Lett. 2009, 11, 1627. (b) Wang, L.; Zhang, X.; Ma, D. Tetrahedron 2012, 68, 7675‐7679.
2.2.3 亚胺与碳亲核试剂的加成
亚胺可由醛（或酮）与胺（或氨）原位反应形成。醛（或酮）、氨(或伯胺)、和氢氰酸的多组分反应得到-氨基腈的反应称为Strecker反应。-氨基腈水解能够得到-氨基酸。
在这个反应中，醛酮与氨或伯胺首先作用得到亚胺，后者被氰根阴离子进攻，发生亲核加成（加成-质子化机理），得到-氨基腈。
NRNR
CNR1R2+NH
2O
NHR
2RH
R1R2R1
R2
CNR1R2
CN
CN-
如果是仲胺参与反应，反应的中间体是亚胺盐，净结果也得到
-氨基腈：
Strecker反应中所用的氰基化试剂可以是各种能够原位释放出CN-的试剂，如TMSCN等。手性的底物可立体选择性地生成含季碳的-氨基腈，后者经进一步转化得到氨基酸、氨基醇、二胺等官能化的产物[1]：
如果使用手性催化剂，可实现对映选择性的Strecker反应，例如[2]：
对于较活泼的亚胺，-重氮乙酸乙酯（较弱的亲核试剂）可在质子酸催化下与其发生亲核加成反应，生成吖丙啶，例如[3]
：
这个反应的机理如下：
炔基锌等较强的亲核试剂对亚胺发生亲核加成，得到炔丙胺类化合物。在下