Προσθήκη αλογόνου

Η προσθήκη αλογόνου είναι μια απλή οργανική αντίδραση κατά την οποία ένα μόριο αλογόνου προστίθεται σε λειτουργικά αλκένια. Κανονικά δημιουργεί γειτονικά αλογονίδια ως προϊόν. Πρόκειται για μια ηλεκτρόφιλη αντίδραση προσθήκης, η οποία δεν πρέπει να συγχέεται με τις αλογονώσεις. Ο Robert Kimball ετοίμασε αυτή την έννοια της προσθήκης αλογόνου (1937). Η βασική ιδέα πίσω από αυτό είναι ότι οι διπλοί δεσμοί σε ένα λειτουργικό αλκένιο αντιδρούν με το αλογόνο για να σχηματίσουν δεσμούς σίγμα.

Εισαγωγή στην προσθήκη αλογόνου

Η προσθήκη αλογόνου είναι η προσθήκη αλογόνου σε μια λειτουργική ένωση άνθρακα με διπλούς δεσμούς (αλκένια). Τα αλογόνα που συνήθως συμμετέχουν στην προσθήκη αλογόνου είναι το χλώριο και το βρώμιο. Υπάρχουν ορισμένοι λόγοι για τους οποίους δεν συμπεριλαμβάνεται το φθόριο και το ιώδιο για να αντιδράσουν. Όπως γνωρίζουμε, το φθόριο είναι εξαιρετικά αντιδραστικό. Αντικαθιστά όλο το υδρογόνο με άνθρακα. Δεδομένου ότι είναι εξαιρετικά αντιδραστικό, η αντίδραση μπορεί να είναι εξαιρετικά ανεξέλεγκτη. Τα μόρια ιωδίου μπορούν να αντιδράσουν με αλκένια σε χαμηλές θερμοκρασίες. Επειδή όμως οι περισσότερες από αυτές τις ενώσεις που ενσωματώνονται στο ιώδιο είναι ασταθείς. Επιστρέφουν στα μητρικά αλκένια και το ιώδιο το συντομότερο δυνατό.

Το προϊόν της προσθήκης αλογόνου είναι συνήθως γειτονικά διαλογονίδια. Σημαίνει δύο αλογόνα με γειτονικά άτομα άνθρακα. Οι αντιδράσεις προσθήκης αλογόνου είναι ένας τύπος αλογονώσεων με ηλεκτρόφιλη προσθήκη. Είναι γενικά εξώθερμα.

Ας μελετήσουμε την έννοια της προσθήκης αλογόνου με το παράδειγμα του H-Br στο But-2-ene.

CH3-CH=CH-CH3 + HBr → CH3-CH(Br)-CH2-CH3    

Οι δεσμοί pi βρίσκονται πάνω και κάτω από τους δεσμούς σίγμα με ένα ασύζευκτο ζεύγος ηλεκτρονίων. Αυτοί οι διπλοί δεσμοί λειτουργούν πλέον ως πυρηνόφιλοι. Όταν ένα άτομο υδρογόνου (ηλεκτρόφιλο) πλησιάζει τον διπλό δεσμό, έλκεται από τα ηλεκτρόνια του πυρηνόφιλου. Αυτό ενισχύει τις πιθανότητες σχηματισμού δεσμού. Όταν το υδρογόνο προσκολλάται σε έναν από τους άνθρακα, αφήνει το άλλο άτομο άνθρακα ως καρβοκατιόν. Τα καρβοκατιόντα είναι άνθρακας με ένα θετικό φορτίο. Το υπόλοιπο βρώμιο από το H-Br δρα τώρα ως πυρηνόφιλο. Αντιδρά με το καρβοκατιόν και σχηματίζει δεσμό. Έτσι ολοκληρώθηκε η προσθήκη αλογόνου.

Ο ίδιος μηχανισμός αντίδρασης μπορεί να εξηγηθεί με την προσθήκη Br-Br σε αλκένια.

Πρώτα προστίθεται βρώμιο στο πυρηνόφιλο (διπλός δεσμός). Το δεύτερο βρώμιο προστίθεται στο καρβοκατιόν και σχηματίζει δεσμό σίγμα. Αυτό οδηγεί σε ένα γειτονικό διαλογονίδιο που ονομάζεται 1,2 διβρωμοαιθάνιο.

Προσανατολισμός προσθήκης

Σε μια προσθήκη αλογόνου, υπάρχει πιθανότητα να σχηματιστούν δύο ενώσεις. Αλλά μόνο ένα από αυτά είναι πρακτικά δυνατό ή σωστό. Ας πάρουμε την προσθήκη H-Br στο 2-μεθυλ βουτ-2-ένιο

CH3-C(CH3)=CH-CH3 + HBr → CH3-C(CH3)(Br)-CH2-CH3      +  CH3-C(CH3)-CH(Br)-CH3

(Μάτζορ) (Μίνορ)

Εδώ πρώτο είναι το παρατηρούμενο προϊόν με βρώμιο που προστίθεται στο δευτερεύον άτομο άνθρακα. Το τελευταίο προϊόν δεν παρατηρείται. Επειδή ο δευτερογενής άνθρακας είναι πιο σταθερός για να λειτουργεί ως καρβοκατιόν. Εάν υπάρχει τριτογενής άνθρακας, θα είναι πιο σταθερό να λειτουργεί ως καρβοκατιόν.

30>20> 10 – Αυτή είναι η σειρά σταθερότητας για να είναι καρβοκατιόν.

Η αντίδραση του H-Br στα αλκένια είναι γνωστή ως τοποειδική - η παρουσία ενός μόνο πιθανού προσανατολισμού.

Σημασία της προσθήκης αλογόνου

• Το προϊόν από χλωριούχο βινύλιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή προϊόντων που περιλαμβάνουν PVC, έπιπλα και ανταλλακτικά αυτοκινήτων
• 1,2 διβρωμοαιθάνιο χρησιμοποιήθηκε ως φυτοφάρμακο στο παρελθόν.
• 1,2 διιωδοαιθάνιο που χρησιμοποιείται για τη σύνθεση συμπλόκου ιωδιούχου σαμαρίου (II)-νερού
• Το 1,2 διφθορο αιθάνιο χρησιμοποιείται ως ψυκτικό μέσο, ​​προωθητικό αερολύματος και παράγοντας διόγκωσης αφρού.

Είναι η αλογόνωση και η προσθήκη αλογόνου το ίδιο;

Όχι. Οι αλογονώσεις είναι μια προσθήκη αλογόνου στα αλκάνια κυρίως. Ακολουθεί μια οδό ελεύθερων ριζών αλυσιδωτών αντιδράσεων.

Η προσθήκη αλογόνου είναι μια οργανική αντίδραση όπου ένα μόριο αλογόνου ή ενώσεις που περιέχουν αλογόνο προστίθενται κυρίως στα αλκένια. Είναι μια ηλεκτρόφιλη αντίδραση προσθήκης.

Συμπέρασμα

Οι αλογονώσεις είναι μια προσθήκη αλογόνου στα αλκάνια κυρίως. Ακολουθεί μια οδό ελεύθερων ριζών αλυσιδωτών αντιδράσεων. Η προσθήκη αλογόνου είναι μια οργανική αντίδραση όπου ένα μόριο αλογόνου ή μια ένωση που περιέχει αλογόνο προστίθεται κυρίως στα αλκένια. Είναι μια ηλεκτρόφιλη αντίδραση προσθήκης. Εξετάστε την προσθήκη H-Br στο But-2-ene. Οι δεσμοί pi βρίσκονται πάνω και κάτω από τους δεσμούς σίγμα με ένα ασύζευκτο ζεύγος ηλεκτρονίων. Αυτοί οι διπλοί δεσμοί λειτουργούν πλέον ως πυρηνόφιλοι. Όταν ένα άτομο υδρογόνου (ηλεκτρόφιλο) πλησιάζει τον διπλό δεσμό, έλκεται από τα ηλεκτρόνια του πυρηνόφιλου. Αυτό ενισχύει τις πιθανότητες σχηματισμού δεσμού. Όταν το υδρογόνο είναι προσκολλημένο σε έναν από τον άνθρακα. Αφήνει το άλλο άτομο άνθρακα ως καρβοκατιόν. Τα καρβοκατιόντα είναι άνθρακας με ένα θετικό φορτίο. Το υπόλοιπο βρώμιο από το H-Br δρα τώρα ως πυρηνόφιλο. Αντιδρά με το καρβοκατιόν και σχηματίζει δεσμό. Έτσι ολοκληρώθηκε η προσθήκη αλογόνου.

Τα αλογόνα που συνήθως συμμετέχουν στην προσθήκη αλογόνου είναι το χλώριο και το βρώμιο. Υπάρχουν ορισμένοι λόγοι για τους οποίους δεν συμπεριλαμβάνεται το φθόριο και το ιώδιο για να αντιδράσουν. Όπως γνωρίζουμε, το φθόριο είναι εξαιρετικά αντιδραστικό. Αντικαθιστά όλο το υδρογόνο με άνθρακα. Δεδομένου ότι είναι εξαιρετικά αντιδραστικό, η αντίδραση μπορεί να είναι εξαιρετικά ανεξέλεγκτη. Τα μόρια ιωδίου μπορούν να αντιδράσουν με αλκένια σε χαμηλές θερμοκρασίες. Αλλά επειδή οι περισσότερες από αυτές τις ενώσεις που ενσωματώνονται στο ιώδιο είναι ασταθείς. Επιστρέφουν στα μητρικά αλκένια και το ιώδιο το συντομότερο δυνατό