Многообразие органических реакций сводится к пяти типам: замещения, присоединения, отщепления, перегруппировки и окислительно-восстановительные.
В реакциях замещения водород или функциональная группа замещается на неводородный атом или другую функциональную группу:
+ | → | + | ||||
+ | → | + | ||||
Реакции присоединения сопровождаются разрывом кратных связей:
+ | → | |||
Реакции отщепления (элиминирования) приводят к образованию непредельных углеводородов:
→ | + | |||
Реакции перегруппировки (изомеризации) приводят к образованию изомеров:
→ | ||
→ | ||
Реакции окисления и восстановления протекают с изменением степени окисления углеродного атома:
+ | 3,5 | → | 2 | + | 3 |
→ | → | |||
Все эти реакции протекают по двум механизмам, различающимся способом разрывания связей.
При свободнорадикальном механизме под действием излучения или температуры происходит гомологический разрыв связей (преимущественно малополярных) с образованием частиц, содержащих неспаренные электроны. Эти частицы – свободные радикалы – чрезвычайно реакционноспособны.
При ионном механизме происходит гетеролитический разрыв связей с образованием карбкатионов и карбанионов . Атакующий реагент, взаимодействующий с субстратом, может быть двух видов: нуклеофильным и электрофильным.
Нуклеофильные реагенты отдают электронную пару субстрату; электрофильные реагенты принимают электронную пару от субстрата. Карбкатионы обладают электрофильными свойствами, карбанионы – нуклеофильными.
Типичные нуклеофильные реагенты:
:, :–R, :, :, Ö, R–ÖH, R–Ö–R, , , , RCO, , , Ha, CN, CN, , , Ph.
Типичные электрофильные реагенты:
, , , , , R–Hal, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, их галогенангидриды и сложные эфиры.