酸催化水合

酸催化水合是把水加到双键上生成醇,由强酸(通常是稀硫酸)担任催化。净变化很简单:烯烃加 H2O 变成醇,H 加到一个碳上,OH 加到另一个碳上。由于单凭水太弱、无法进攻安静的 π 键,酸是必不可少的——它提供启动整个亲电加成的质子。

机理是以水作亲核试剂的亲电加成。先由酸的质子加到烯烃上,生成更稳定的碳正离子(马氏)。然后一个水分子用孤对电子键合到那个带正电的碳上,得到质子化的醇(氧鎓离子)。最后那个多余的质子被还给溶液,使催化剂再生,留下中性的醇。每个被消耗的质子都被归还,这正是'催化'的含义。

两条诚实的告诫使这个反应在实验室里不如看上去那么常用。其一,它遵循马氏,因此给出取代更多的醇——若你想要另一个就没用了。其二,碳正离子中间体可能重排,搅乱产物。出于这些原因,当化学家需要某个特定的醇时,常更偏爱羟汞化(马氏、无重排)或硼氢化-氧化(反马氏);酸催化水合主要在烯烃对称或不涉及上述问题的大宗工业过程中大放异彩。