前項にて、アルデヒド・ケトンの反応は
- 求核付加反応
- α水素での反応
- その他の反応
に大別できると説明しました。この項と次の項では、最初の「求核付加反応」について解説をしていきます。
カルボニル基（C=O）において、O の電気陰性度が高いため、C は δ+ に帯電しています。求核付加反応は、求核剤が δ+に帯電した C を攻撃するような付加反応です。
水和反応
求核付加反応のうち、水が付加するような反応を「水和反応」といいます。この反応はもともと反応性が良くありませんが、酸または塩基を触媒とすることで反応速度が上がります。
酸・塩基触媒下での反応機構は以下のようになっています。
酸条件
塩基条件
アルコールの付加反応
酸または塩基性触媒下で、アルデヒド（またはケトン）にアルコールを反応させると、アルコールが 1 分子付加してヘミアセタールとなります。ヘミアセタールとは、1 つの C 原子に－OH 基と－OR 基が結合しているような化合物です。
または酸触媒下のときは、もう 1 分子のアルコールが付加して、アセタールとなります。アセタールとは、1 つの C 原子に－OR 基が 2 つ結合しているような化合物です。
酸条件
ヘミアセタールの生成反応
アセタールの生成反応
塩基条件
ヘミアセタールの生成反応
ヘミアセタールができる反応もアセタールができる反応も、どちらも可逆反応です。
シアン化水素の付加反応
シアン化水素（HCN）も水やアルコールと同様にアルデヒド（またはケトン）に対して求核付加反応が起こります。生成する化合物はシアノヒドリンと呼ばれます。
ヒドリド還元
水素化アルミニウムリチウム（LiAlH4）や水素化ホウ素ナトリウム（NaBH4）を用いることで、アルデヒドやケトンを還元し、アルコールを生成することができます。まずは下の反応機構を見てください。
H－ は水素の陰イオンですが、ヒドリド（またはヒドリドイオン）と呼ばれます。H+ （プロトン）と対比させて覚えてください。LiAlH4 や NaBH4 はヒドリド供与体として有名な試薬であるので、上図のような反応が起こります。
ここで、基質がアルデヒドであれば第一級アルコールが生成し、基質がケトンであれば第二級アルコールが生成します。
また、LiAlH4 と NaBH4 の違いとして、LiAlH4 のほうが強い還元剤です。今回のように基質がアルデヒドやケトンであれば、どちらもヒドリド還元が起こりますが、基質がカルボン酸やエステル、アミドだと、LiAlH4 なら反応し、NaBH4 では反応が起こりません。
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