在有機化合物的合成過程中，經(jīng)常會遇到增長一個碳-碳鍵的反應(yīng)。常見的用于增加一個碳原子的試劑有: CO2，CO，HCN，NaCN，CH2I2，CHCl3，CH2Cl2，CH3OH，( CH3)2LiCu，HCHO，CH3MgI，Ph3P= CH2，( CH3)2 SO4，CuCN，CO( NH2)2，氨基脲等，這些試劑在反應(yīng)中可以提供一個碳原子。

下面介紹27種有機合成中增加一個碳原子的方法。

1. 丙烯與四氯化碳在過氧化物存在下進行自由基加成反應(yīng)生成比原料多一個碳原子的產(chǎn)物;

2. 乙炔在氯化銨-氯化亞銅水溶液中可與氫氰酸加成得到丙烯腈;?

3. 西蒙斯-斯密斯( Simons －Smith) 于1959 年提出了一個合成環(huán)丙烷的好方法，即在鋅－銅合金存在下，二碘甲烷與烯作用生成環(huán)丙烷及衍生物，且其加成立體化學(xué)為順式加成;?

4. 卡賓( : CCl2: 和: CH2) 作為一種重要的活潑中間體，對烯烴的插入反應(yīng)，生成三元環(huán)化合物;?

5. 烷氧汞化-脫汞反應(yīng)，即在烯烴雙鍵上加了一分子的醇得到符合馬氏規(guī)則產(chǎn)物的醚；

6. 氯甲基化，即向芳環(huán)直接導(dǎo)入一個-CH2Cl 基團的反應(yīng);

7. 蓋德曼-柯赫( Gattermann-Koch) 反應(yīng)，即在催化劑存在下，芳烴和HCl、CO 混合物作用生成芳醛;

8. 氫甲醛化( Hydroformylation) 反應(yīng): 即在高壓和催化劑Co2( CO)8的作用下，烯烴和H2，CO 作用，可向分子中導(dǎo)入醛基，該反應(yīng)相當(dāng)于向雙鍵加了一個醛基和氫原子。這幾個反應(yīng)都可以看成特殊的傅－ 克反應(yīng)；

9. 格氏試劑ＲMgX、吡咯鉀鹽與甲醛、CO2反應(yīng)分別生成伯醇、羧酸;?

10. 格氏試劑CH3MgI 與醛( 環(huán)氧化合物) 或者酮反應(yīng)生成仲醇或者叔醇；

11. 醛、酮與HCN 作用，生成氰醇;?

如α，β 不飽和酮與HCN反應(yīng)，主要生成1，4－ 加成產(chǎn)物; α，β 不飽和醛與HCN 反應(yīng)，則主要生成1，2－ 加成產(chǎn)物。

12. 二甲基銅鋰與α，β 不飽和醛、酮的反應(yīng)以1，4－ 加成為主; 二甲基銅鋰與酰氯在低溫反應(yīng)生成甲基酮；

13. 鹵代烴的氰解，即鹵代烴與氰化鈉在乙醇溶液中反應(yīng)，鹵原子被氰基取代而生成腈;?

14. 二烷基銅鋰與鹵代烷反應(yīng)生成烷烴，常用來合成各種結(jié)構(gòu)的高級烷烴、烯烴和芳烴；

15. 甲醛沒有α － H，它與其他有α － H 的醛、酮發(fā)生交叉的羥醛縮合，得到多一個碳原子的單一產(chǎn)物;?

16. 甲酸酯沒有α － H，它與其他有α － H 的酯發(fā)生交叉酯縮合，它在反應(yīng)提供羰基，在另一酯的α 位導(dǎo)入相應(yīng)?；玫蕉嘁粋€碳原子的單一產(chǎn)物;?

17. 醛、酮與氨基脲作用，生成縮胺脲( semicarazone) ；

18. 羧酸與甲醇或者甲酸與醇在酸催化下發(fā)生酯化反應(yīng)，生成多一個碳原子的酯;?

19. 異氰酸酯是非?；顫姷幕衔?，可與活潑氫化合物反應(yīng)生成碳酸衍生物；

20. 當(dāng)采用雙鹵代烴，且“三乙”鈉鹽與雙鹵代烴摩爾比為2∶1 時可制備二酮;?

21. 脲為酰胺但比一般酰胺堿性強，具有胺( 氨) 的性質(zhì)，它與酯的反應(yīng)相當(dāng)于胺( 氨) 解反應(yīng)。如丙二酸二乙酯與脲反應(yīng)可以用來制備巴比妥酸( barbituric acid) ；

22. 瑞穆－ 悌曼( Ｒeimer － Tiemann) 反應(yīng)，即苯酚( 吡咯或苯胺; 吡咯鉀鹽) 和氯仿在氫氧化鈉溶液中反應(yīng)，可以在芳環(huán)上的鄰位導(dǎo)入一個醛基，經(jīng)酸化后，生成鄰羥基苯甲醛( 水楊醛) ;?

23. 柯柏－ 施密特( Kolbe － Schmitt) 反應(yīng): 苯酚鈉鹽在壓力和加熱情況下與CO2作用鄰羥基苯甲酸；

24. 在制備脂芳混合醚時，由于芳香鹵代烴不活潑，一般都是用酚鈉和脂肪鹵代烴( 或硫酸烷酯) 作用;?

25. 維狄希( Wittig) 反應(yīng)，即由醛、酮與維狄希試劑(Ph3P = CH2) 作用脫去三苯基氧磷生成多一個碳原子的末端烯;

26. 桑德邁耶( Sandmeyer) 反應(yīng): 在強酸介質(zhì)中重氮鹽與氰化亞銅在20 ～ 26 ℃作用放出氮氣使氰基取代重氮基，得到比原料多一個碳原子的產(chǎn)物;?

27.吉連尼－ 費歇爾( Kiliani -Fischer) 糖合成: 醛糖與氫氰酸加成，然后水解成酸，并把它變成內(nèi)酯，再用鈉汞齊還原得到增一碳的糖。

反應(yīng)類型

烯(炔)和一碳試劑發(fā)生的加成反應(yīng)

丙烯在過氧化物的作用下能夠與四氯化碳發(fā)生自由基的加成反應(yīng)，其生成的產(chǎn)物比原料中要多出一個碳原子；乙炔在氯化銨一氯化亞銅水溶液中和氫氰酸發(fā)生加成反應(yīng)，得到丙烯腈。早在1959年，就有學(xué)者提出更好的合成環(huán)丙烷的方式，在鋅銅合金的存在狀態(tài)下，使用二碘甲烷與烯類發(fā)生作用即能夠?qū)崿F(xiàn)。CCl2以及CH2是一種非常重要的中間體，對烯烴進行插入反應(yīng)就能夠生成三元環(huán)的化合物質(zhì)。

傅一克反應(yīng)增加一個碳原子

在芳環(huán)當(dāng)中導(dǎo)入一個-CH2Cl基團的氯甲基化反應(yīng)能夠引入一個碳原子；而在催化劑的作用下，芳烴與氯化氫以及一氧化碳的混合物會生成芳醛；在高壓的環(huán)境下，烯烴與H：CO發(fā)生反應(yīng)，能夠向分子當(dāng)中導(dǎo)入醛基，這就是氫甲醛化反應(yīng)。該反應(yīng)在雙鍵增加醛基與氫原子。這三個反應(yīng)都是非常特殊的傅一克反應(yīng)。

一碳試劑反應(yīng)

鹵代烴發(fā)生氰解，也就是鹵代烴與氰化鈉與乙醇溶液中發(fā)生反應(yīng)，而其中的原子被氰基取代，進而生成腈；二烷基銅鋰和鹵代烷會發(fā)生反應(yīng)生成烷烴，一般用于制備結(jié)構(gòu)更加高級的烯烴和芳烴。

縮合反應(yīng)

在甲醛中沒有a-H，其會與其他擁有a-H的醛類物質(zhì)、酮等產(chǎn)生羥醛縮合反應(yīng)，會增加一個碳原子形成單一產(chǎn)物；甲酸酯同樣缺乏a-H，與其他具有a-H的酯發(fā)生交叉酯縮合反應(yīng)，甲酸酯在反應(yīng)過程中生成羰基，另外酯類僅位當(dāng)中會出現(xiàn)會導(dǎo)入?；?，進而增加一個碳原子形成單一的產(chǎn)物。

酯化反應(yīng)

羧酸和甲醇、甲酸在醇或者是酸的催化作用下會出現(xiàn)酯化反應(yīng)，同樣得到增加了一個碳原子的酯；異氰酸酯是一種活潑的化合物，與活潑的氫化合物發(fā)生反應(yīng)生成的碳酸衍生物同樣多一個碳原子。

碳負離子反應(yīng)

在使用雙鹵代烴發(fā)生反應(yīng)的時候，“三乙”鈉鹽和雙鹵代烴之間的摩爾比在2：1的條件下能夠制備二酮；脲是一種酰胺而且比一般的酰胺具有更強的堿性，從某個方面來說其具有氨的特性，與酯之間發(fā)生的反應(yīng)類似于氨解反應(yīng)。如丙二酸二乙酯和脲之間的反應(yīng)能夠制備出巴比妥酸。

酚鈉鹽和一碳試劑之間的反應(yīng)

苯酚與氯仿于強堿性溶液氫氧化鈉當(dāng)中反應(yīng)，能夠在芳環(huán)中鄰位增加一個醛基，然后通過酸化反應(yīng)會生成鄰羥基苯甲醛，這也就是瑞穆一悌曼反應(yīng)。

使用格氏試劑增加一個碳原子

使用RMgX格氏試劑，甲醛以及吡咯鉀鹽和二氧化碳進行反應(yīng)，其生成的羧與伯醇較之前的材料而言多出了一個碳原子；使用CH3MgI格氏試劑與環(huán)氧化合物醛發(fā)生反應(yīng)，同樣生成的伯醇或者是叔醇中多出一個碳原子，該反應(yīng)將醛替換成為酮也是一樣的。

醛或者酮與一碳試劑發(fā)生加成反應(yīng)

醛或者是酮與HCN發(fā)生反應(yīng)會生成增加一個碳原子的氰醇；其次，a,B不飽和酮會與HCN發(fā)生反應(yīng)，會生成l，4一加成產(chǎn)物；a,B不飽和醛同樣與HCN發(fā)生加成反應(yīng)，生成的產(chǎn)物主要是1，2-產(chǎn)物；a,B不飽和醛和二甲基銅鋰之間發(fā)生的發(fā)加成反應(yīng)生成的產(chǎn)物為1,4-；最后二甲基銅鋰和酰氯在低溫環(huán)境下生成的甲基酮較之前的原理安排而言而增加一個碳原子。

其他反應(yīng)

在化學(xué)實驗中，制備脂芳混合醚的過程中，通常芳香鹵代烴呈現(xiàn)惰性的狀態(tài)，所以使用酚鈉與脂肪鹵代烴發(fā)生反應(yīng)；其次為維狄希反應(yīng)，醛、酮以及維狄希試劑發(fā)生反應(yīng)會生成增加一個碳原子的末端烯；在強酸的狀態(tài)下將重氮鹽和氰化亞銅在20-26攝氏度的環(huán)境下進行反應(yīng)，會生成氮氣導(dǎo)致氰基取代原來的重氮基，從而得到的產(chǎn)物會比之前多一個碳原子；醛糖和氫氰酸實施加成反應(yīng)，經(jīng)過水解會出現(xiàn)酸，然后將酸轉(zhuǎn)化成為內(nèi)酯，然后使用納汞進行還原，就能夠得到多一個碳原子的糖。

部分增碳試劑

碘甲烷

甲醛可分為甲醛水溶液和多聚甲醛，不僅可與親核試劑發(fā)生Aldol反應(yīng)，也可與胺發(fā)生還原胺化反應(yīng)，用途很廣

甲基硼酸及其衍生物可以與鹵代芳烴或鹵代雜芳烴進行Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)，在芳環(huán)上引入一個甲基

四甲基錫試劑也可與多種鹵代芳烴進行偶聯(lián)反應(yīng)，構(gòu)建甲基取代基

甲基格氏試劑可以與多種羰基化合物進行反應(yīng)，還可與腈進行反應(yīng)，構(gòu)建醇，酮，胺等豐富多彩的化合物

一氧化碳這個試劑用的最多的當(dāng)屬插羰反應(yīng)了，可以與多種芳烴鹵代物進行反應(yīng)，構(gòu)建酯，醛，酰胺等化合物

二氧化碳可以與有機鋰試劑反應(yīng)，構(gòu)建酸類化合物

DMF是有機合成中的萬能溶劑，應(yīng)用非常廣泛，大家都知道，DMF除了可作為溶劑外，還是一個非常好的甲?；噭?/p>

氯甲酸酯除了是很好的羧酸活化劑以外，也是一類較好的C1合成子

三甲基碘化亞砜可與多種不飽和活化烯烴或羰基進行反應(yīng)，構(gòu)建環(huán)氧或環(huán)丙烷類化合物