Кіріспе
Сутек галидтерін алкендерге электрофильдік қосу. Гидрогалогенирлеу реакциясы – сутек хлориді немесе сутек бромиді сияқты сутек галидтерін алкендерге электрофильдік қосу арқылы сәйкес галоалкандарды алу процесі. Егер қос байланыстағы екі көміртек атомы әртүрлі сандағы сутек атомдарымен байланысқан болса, галоген көбінесе сутек алмастырғыштары аз көміртек атомына қосылады, бұл Марковников ережесі деп аталады. Бұл сутек галидтен (HX) сутек атомын алкеннің өзіне қабылдауынан туындайды, нәтижесінде ең тұрақты карбокатион (салыстырмалы тұрақтылығы: 3°>2°>1°>метил) және галоген анионы пайда болады. Гидрохлорирлеудің қарапайым мысалы – хлорлы сутегі газымен (еріткішсіз) инденнің реакциясы: алкиндер де гидрогалогенирлеу реакциясына түседі. Нақты субстратқа байланысты, алкин гидрогалогенирлеуі келісімді протондау/нуклеофильдік шабуыл (AdE3) арқылы немесе алдымен алкинді протондау арқылы винил-катионды қалыптастырып, содан кейін HX/X− шабуылы арқылы өнімді (AdE2) беру арқылы сатылап жүруі мүмкін (жебелерді итеру үшін электрофилге қараңыз). Алкендердегідей, аймақтық таңдаулылық көміртек атомдарының оң зарядты тұрақтандыру қабілетімен анықталады (келісімді өтпелі күйдегі ішінара заряд немесе дискретті винил-катион үшін толық формальды заряд). Реакция жағдайларына байланысты, негізгі өнім бастапқыда пайда болған алкенил галоид немесе екі рет гидрогалогенирлеуден пайда болған дигалоалкан болуы мүмкін. Көп жағдайларда, негізгі аймақтық изомер – гемодигалоалкан. Бұл аймақтық таңдаулылық бастапқыда орнатылған галогендегі жалғыз электрон жұбы арқылы көрші карбокатионның резонанстық тұрақтандыруымен түсіндіріледі. Екі сатының салыстырмалы жылдамдықтарына байланысты, бірінші сатыда тоқтату қиын болуы мүмкін, сондықтан көбінесе моно және бис гидрогалогенирлеу өнімдерінің қоспалары алынады.
A hydrohalogenation reaction is the electrophilic addition of hydrogen halides like hydrogen chloride or hydrogen bromide to alkenes to yield the corresponding haloalkanes. If the two carbon atoms at the double bond are linked to a different number of hydrogen atoms, the halogen is found preferentially at the carbon with fewer hydrogen substituents, an observation known as Markovnikov's rule. This is due to the abstraction of a hydrogen atom by the alkene from the hydrogen halide (HX) to form the most stable carbocation (relative stability: 3°>2°>1°>methyl), as well as generating a halogen anion. A simple example of a hydrochlorination is that of indene with hydrogen chloride gas (no solvent):
Alkynes also undergo hydrohalogenation reactions. Depending on the exact substrate, alkyne hydrohalogenation can proceed though a concerted protonation/nucleophilic attack (AdE3) or stepwise by first protonating the alkyne to form a vinyl cation, followed by attack of HX/X− to give the product (AdE2) (see electrophile for arrow pushing). As in the case of alkenes, the regioselectivity is determined by the relative ability of the carbon atoms to stabilize positive charge (either a partial charge in the case of a concerted transition state or a full formal charge for a discrete vinyl cation). Depending on reaction conditions, the main product could be this initially formed alkenyl halide, or the product of twice hydrohalogenation to form a dihaloalkane. In most cases, the main regioisomer formed is the gem dihaloalkane. This regioselectivity is rationalized by the resonance stabilization of a neighboring carbocation by a lone pair on the initially installed halogen. Depending on relative rates of the two steps, it may be difficult to stop at the first stage, and often, mixtures of the mono and bis hydrohalogenation products are obtained.
Анти-Марковников қоспасы
Пероксидтердің қатысуында HBr берілген алкенге анти-Марковников ережесі бойынша қосылады. Региохимия реакция механизмінен туындайды, онда галоген ең аз кедергісіз қанықпаған көміртекке шабуыл жасайды. Бұл тізбекті реакцияның механизмі еркін радикалдармен галогендеуге ұқсас, онда пероксид бром радикалының түзілуін күшейтеді. Дегенмен, бұл процесс тек HBr қосылуымен шектеледі. Басқа сутектік галоидтардың (HF, HCl және HI) ішінде тек HCl ғана ұқсас реакцияға түседі, ал процесс синтездік қолдану үшін тым баяу. (HF және HI жағдайында галоген-көміртек қосылысынан бөлінетін энергия тағы бір сутектік галоген байланысын үзуге жеткіліксіз. Сондықтан тізбек жалғаса алмайды.) Нәтижесінде алынған 1-бромоалкандар – әмбебап алкилдеуші заттар. Диметиламинмен реакцияда олар майлы үшіншілік аминдердің алдындағы заттары болып табылады. Үшіншілік аминдермен, мысалы, 1-бромододекан сияқты ұзын тізбекті алкилбромидтермен реакцияда фазалық ауысу катализаторлары ретінде қолданылатын төртіншілік аммоний тұздары түзіледі. Михаэль акцепторларымен қосылу да анти-Марковников бойынша жүзеге асады, себебі енді нуклеофильдік X⁻ нуклеофильдік конъюгациялық қосылуда қатысады, мысалы, HCl-дің акролеинмен реакциясында.
Қолданылу аясы
Соңғы зерттеулер көрсеткендей, дихлорметанға кремний гелі немесе алюминий оксидін HCl (немесе HBr) қосу реакция жылдамдығын арттырып, оны оңай жүргізуге мүмкіндік береді.