鹵化反應(yīng)
在有機(jī)化合物分子中建立碳-鹵鍵有這樣幾個(gè)作用:1.改變原有機(jī)物的生理活性。2. 轉(zhuǎn)化官能團(tuán)時(shí),作中間體。3. 提高反應(yīng)選擇性時(shí),鹵素原子作保護(hù)基、阻斷劑。
主要對(duì)三類有機(jī)分子鹵化:飽和烴、不飽和烴、醇酮羧酸。
鹵化的方式主要為:加成、取代、置換。大多數(shù)不飽和烴,為加成;飽和烴、芳烴、羰基α位、芐位、烯丙位,為取代;醇羥基、羧羥基和其他官能團(tuán),為鹵置換。

(一)不飽和烴的鹵化
(1)鹵素與不飽和烴的加成
鹵素中的氟、碘二位,一個(gè)反應(yīng)活潑、副產(chǎn)物多,一個(gè)反應(yīng)可逆,因此不常做鹵化劑,氯、溴常用。
反應(yīng)的發(fā)生基于分子之間的碰撞。當(dāng)鹵素遇到平面型的不飽和烴時(shí),按照親電加成的機(jī)理,反應(yīng)分步進(jìn)行,在極性條件下,首先,π鍵被極化,當(dāng)溴接近時(shí),受其影響也發(fā)生極化,隨后,溴正端與π電子一端碳結(jié)合,另一端則形成碳正離子。
*看哪一端形成碳正部分(極化時(shí)變成正性的趨勢更大),看碳離子上連接的取代基,叔碳>仲碳>伯碳。另外連接給電子基,能讓?duì)墟I電子更富集,更易極化,此類烯烴活性更高。
接著,溴正的未共用電子對(duì)與碳正空軌道結(jié)合,形成溴鎓離子,最后,溴負(fù)端從背面進(jìn)攻,與碳正結(jié)合,兩個(gè)溴原子為反式加成,生成二溴烷烴。如果溴中有其他親核試劑存在,例如氯離子、水,不影響溴鎓離子的生成,但溴負(fù)端親核能力不及氯、水,產(chǎn)物就不止有二溴烷烴。
*但雙鍵上有季碳取代基時(shí),會(huì)發(fā)生重排反應(yīng)。
(2)不飽和羧酸的鹵內(nèi)酯化反應(yīng)
反應(yīng)過程中,在形成溴鎓離子后,羧酸的親核能力高于溴負(fù)端,優(yōu)先發(fā)生加成,生成五元環(huán),羧基與不飽和鍵的位置至少得滿足能夠形成五元環(huán)的碳數(shù),因?yàn)槌森h(huán)的立體阻礙會(huì)比較小。
(3)不飽和烴和次鹵酸(酯)、N-鹵代酰胺的反應(yīng)
與鹵素的反應(yīng)類似,極化出正性的鹵素,最后親核性溶劑參與反應(yīng),一般的溶劑為水,產(chǎn)物為β-鹵醇,其他溶劑則生成β-鹵醇衍生物。
*N-鹵代酰胺與烯烴反應(yīng)需要酸催化。
*Dalton反應(yīng):應(yīng)用NBS在含水二甲基亞砜中與烯烴反應(yīng),生成β-溴醇;在干燥二氯亞砜中消除,生成α-溴酮。
(4)鹵化氫對(duì)不飽和烯烴的加成反應(yīng)
鹵化氫的鍵屬于離子鍵,會(huì)電離出親核性的鹵離子,氫離子打開雙鍵,加在含氫多的碳上,驅(qū)動(dòng)力是另一端碳更易形成碳正離子而為其讓出位置,反應(yīng)不產(chǎn)生溴鎓離子,產(chǎn)物為同向加成產(chǎn)物,這一條途徑叫做親電加成機(jī)理。
另一條途徑,是溴化氫被自由基引發(fā)劑作用均裂生成的溴自由基,奪取烯烴的某一端的氫,同樣取代基多的一邊碳形成自由基更穩(wěn)定,所以溴自由基是加在取代基少的那一端碳上,然后,碳自由基奪取溴化氫的氫,再生成溴自由基,反應(yīng)得以延續(xù)下去,這一條途徑叫做自由基機(jī)理。
*自由基總是奪取分子中的一價(jià)原子,一般就是氫。
