酸催化水合

酸催化水合是把水加到雙鍵上生成醇,由強酸(通常是稀硫酸)擔任催化。淨變化很簡單:烯烴加 H2O 變成醇,H 加到一個碳上,OH 加到另一個碳上。由於單憑水太弱、無法進攻安靜的 π 鍵,酸是必不可少的——它提供啟動整個親電加成的質子。

機理是以水作親核試劑的親電加成。先由酸的質子加到烯烴上,生成更穩定的碳正離子(馬氏)。然後一個水分子用孤對電子鍵合到那個帶正電的碳上,得到質子化的醇(氧鎓離子)。最後那個多餘的質子被還給溶液,使催化劑再生,留下中性的醇。每個被消耗的質子都被歸還,這正是'催化'的含義。

兩條誠實的告誡使這個反應在實驗室裡不如看上去那麼常用。其一,它遵循馬氏,因此給出取代更多的醇——若你想要另一個就沒用了。其二,碳正離子中間體可能重排,攪亂產物。出於這些原因,當化學家需要某個特定的醇時,常更偏愛羥汞化(馬氏、無重排)或硼氫化-氧化(反馬氏);酸催化水合主要在烯烴對稱或不涉及上述問題的大宗工業過程中大放異彩。