本世纪30年代以来，陆续发现许多含有活泼氢的无机和有机化合物可以和丙烯腈发生反应，形成活泼氢被氰乙基取代的产物：

氰乙基化（cyanoethylation） 简称“CE”。亦称“氰乙基化反应”。指丙烯腈和具有活性氢的化合物（QH，如R—OH、R—NH2、NH3等）发生亲电子加成作用，由β-氰乙基（—CH2CH2CN）取代QH中氢原子的一种反应。是。丙烯腈（AN）最重要的反应之一。

QH +CH2═CH—C≡N —→Q—CH2CH2CN 反应条件：强碱性催化剂

QH种类繁多，例如含α-活性氢的乙醛、丙酮；含活性亚甲基的氰乙酸酯、丙二酸酯、乙酰乙酸乙酯（酯类）；含活性氢的伯、仲、叔胺（胺类）及醇、酚等。反应生成物中引入的氰基绝进一步处理可合成羧酸、胺、酯等。本反应在有机合成中被广泛使用。强碱性催化剂有KOH、NaOH、NaNH2、醇钠、季铵碱（氢氧化苄基三甲铵即TritonB）等。

按氰乙基所连接的元素，可分成下列几类：

（1）C-氰乙基化：

CH2═CHCN +CH3COCH3 —→CH3COCH2CH2CH2CN—→CH3COC(CH2CH2CN)3 反应条件：第一步为KOH的水溶液并加热；第二步为AN作催化剂

（2）N-氰乙基化：

CH2═CH2CN +NH3—→H2N—CH2CH2CN（进一步水解可以得到H2N—CH2CH2COOH）

（3）O-氰乙基化：棉纤维素在碱性溶液中分解产生氰乙基纤维素，它能提高布料的染色、耐水、耐热及抗微生物等性能。

CH2═CHCN +[C6H7O2(OH)3]n —→[C6H7O(OCH2CH2CN)3]n 反应条件：NaOH水溶液

（4）S-氰乙基化：

CH2═CHCN +H2S—→S(CH2CH2CN)2

（5）Si（P等）-氰乙基化：

CH2═CHCN +Cl3SiH—→Cl3Si—CH2CH2CN 反应条件：酸性吡啶溶液并加热（氰乙基-三氯硅烷可合成耐热、耐油、耐寒的氰基硅橡胶）

丙烯腈和含有一个活泼氢的化合物反应生成β-烷氧基腈，后者水解后转变成羧酸，还原后转变成胺。醇类的氰乙基化是合成药物中间体和工业有机化学品广泛采用的反应。

ROH +CH2 =CHCN —→ROCH2CH2CN

均相的碱如碱金属氢氧化物被用做该反应的催化剂。用阴离子交换树脂作为多相催化剂曾有报道。采用以氢氧化合物形式存在的阴离子交换树脂为催化剂时，乙腈和二醇（乙二醇、二甘醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇）在323 K反应20 h，产率为80%～95%。

HOROH +CH2=CHCN —→NCCH2CH2OROCH2CH2CN

Kabashima和Hattori研究了各种固体碱上醇类和乙腈的氰乙基化反应。以甲醇为反应物时，所有的碱土金属氧化物在323 K都具有很高的催化活性。碱土金属氢氧化物也有高活性。KF/Al2O3和KOH/Al2O3的活性也与碱土金属氢氧化物相当。碱土金属碳酸盐则无活性或活性很低。La2O3活性很低，而Al2O3，ZrO2和ZnO无活性。醇类的反应能力次序随催化剂不同而变化。以碱土金属氧化物、La2O3、KF/Al2O3和KOH/Al2O3为催化剂时，醇类的反应能力增加次序为甲醇<乙醇<2-丙醇。以氢氧化镁和氢氧化钙为催化剂时，反应能力次序与此相反。在所有的催化剂上，2-甲基-2-丙醇和丙烯腈反应的能力很低或几乎不反应。作者以醇的酸性和催化剂的碱强度为依据讨论了它们的反应能力次序。催化剂暴露在空气中对其活性几乎没有影响，因为醇的吸附比CO2和H2O要强得多。

水滑石类材料对醇类和丙烯腈的氰乙基化反应有高活性。刚合成的水滑石活性很低，在氮气气氛中723 K加热分解后得到的氧化物活性增加，氧化物在湿氮气中再水合后活性还会继续增加。以再水合的水滑石为催化剂时，在323 K反应45 min，乙腈在甲醇中的转化率达99. 8%。催化剂可反复使用，而且在空气中是稳定的，其活性比经1073 K真空处理的MgO要高。该催化剂对乙醇、2-丙醇和丁醇也有活性，相应的烷氧基丙腈选择性为100%。只有2-丙醇是例外，β-异丙烷氧基丙腈选择性为80%。

丙烯腈（氰乙烯）容易和含活泼氢原子的化合物发生加成反应：

R—H +CH2═CHCN —→RCH2CH2CN

丙烯腈可与下述化合物加成，某些类型的烃及卤代烃、水、醇、硫化氢、硫醇、氨、胺、醛、酮、脂肪族硝基化合物、乙酰乙酸酯及丙二酸酯型的衍生物及其他一些有机化合物。

丙烯腈的加成反应导至氰乙基衍生物的生成，因此这些反应常常称为氰乙基化反应。

氰乙基化反应是在碱性催化剂存在下进行变化的一大类反应的一种个别情况。这些反应总称之为米哈伊耳反应。其中包括含活泼氢原子的化合物与α，β-不饱和腈、 酮， 酯等等的加成反应。丙烯腈特别容易进行这种加成反应。对其他不饱和系统的亲核活性不大的许多化合物，也能与丙烯腈发生反应。

除少数例外，氰乙基化反应通常在碱性催化剂存在下进行。常用的催化剂有，碱金属的氧化物，氢氧化物、氢化物或氨基化物，以及金属本身。由于在有机溶剂中有较好的溶解度，看来苄基三甲基氢氧化铵（三通B）是特别有效的催化剂。在特殊情况下（芳香胺），应用酸性催化剂。

氰乙基化反应通常不用溶剂或在惰性溶剂（如二氧六环，苯、吡啶及乙腈）中进行；有时尚用叔丁醇，在极少数情况下，在水或乙醇中进行。反应经常在近室温的温度下进行。

丙烯腈与含有活泼氢的化合物加成时，常常进行得很猛烈，并放出大量的热。为了使反应进行得和缓，需要在装有搅拌器及温度计的烧瓶中进行，且丙烯腈要加得缓慢，必须备有冷却浴，必要时加以冷却。

在简化的氰乙基化反应式中只表示出反应的一个方向，但必须注意，这个反应是可逆的。在反应完了时需要把碱性催化剂中和掉。此点在反应产物需要蒸馏时尤为重要。此时如果留有碱性催化剂，则促使加成产物分解，并生成丙烯腈的聚合物。

胺类化合物除了能与环氧树脂和环氧乙烷基反应以改进其性能外，还可与其他有机化合物经由活泼氢而加到胺基上去，从而改良其性能。这类的化合物曾经提出过很多，但很少比未改性的胺类优越，然而胺与丙烯腈反应能产生活性较低的熟化剂，这一类化合物是很有希望的。随着改性的程度可以显著的调节熟化剂的活性这是值得注意的。

反应发生后双键被饱和：

H2N—R—NH2 +CH2═CH—CN —→H2N—R—NH—CH2CH2一CN+CH2═CH—CN —→NC—CH2CH2—NH—R—NH—CH2CH2一CN

这个反应是大家熟悉的氰乙基化反应。正如以前所讨论的加成物一样，在合成过程中无副产物形成。

多元胺如二乙撑三胺在氰乙基化时可以不止一个胺基起反应。二乙撑三胺生成二氰乙基化产物之后已经到达有用产物的极限，因为再反应将使得化合物的官能度少于三，此时虽然它还可能催化熟化，但却不能与树脂交联生成热固性体系。