8.3
向烯烃中加入溴或氯可生成1,2-二卤代产物。烯烃的卤化反应通常在非亲核性溶剂(如二氯甲烷、氯仿或四氯化碳)中进行。
考虑通过环戊烯的溴化反应制备反式-1,2-二溴环戊烷。该反应由分子溴在富电子的烯烃π键附近发生极化而引发。亲电性溴加成到烯烃双键上,生成溴鎓离子。
这种环状中间体比碳正离子更稳定,因为它含有更多的共价键,且所有原子都具有完整的八电子结构。
然而,由于环张力以及电负性溴原子上的正电荷,溴鎓离子容易受到溴离子的亲核进攻。中间体中的离去基团是溴原子,它仍通过化学键与另一个碳原子相连。
由于环状溴鎓离子的空间位阻拥挤以及成键轨道不可用,亲核试剂进攻反键轨道,该轨道方向与碳–溴键相反,从而导致反式加成。因此,反应产物仅为trans-1,2-二溴环戊烷,而不会生成cis-1,2-二溴环戊烷。
此外,由于溴鎓离子的两个碳原子均可被亲核试剂进攻,因此产物为外消旋混合物。
起始烯烃的不同立体异构体可生成产物的不同立体异构体。cis-2-丁烯的溴化反应生成一对对映体,而另一种立体异构体trans-2-丁烯则形成一个meso化合物。因此,烯烃的卤化反应是一种立体专一性反应。
在检测烯烃双键存在的简单定性试验中,当溴加入烯烃时,深红色的溴溶液会变为无色,因为溴加成到了双键上。相反,溴在烷烃中的溶液则保持深红色。
尽管烯烃的溴化和氯化反应较为常见,但氟化和碘化反应在合成上并不实用。氟的反应过于剧烈,而碘化产物会迅速分解,重新生成烯烃和碘。
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