הלוגנציה של אלקנים

תוספת של ברום או כלור לאלקן מייצרת מוצר של 1,2-דיהליד. הלוגנציה של אלקנים מבוצעת בדרך כלל בממסים שאינם נוקלאופילים, כמו מתילן כלוריד, כלורופורם או פחמן טטרכלורי.

שקול את bromination של cyclopentene כדי לקבל trans-1,2-dibromocyclopentane. התגובה מתחילה על ידי קיטוב של ברום מולקולרי בקרבת קשר π עשיר באלקטרונים של אלקן. הברום האלקטרופילי מוסיף על פני הקשר הכפול אלקן ויוצר יון ברומוניום.  

ביניים מחזורי זה יציב יותר מקרבוקטיון, מכיוון שהוא מכיל קשרים קוולנטיים יותר, ולכל האטומים יש שמינייה מלאה.

עם זאת, הזן הטבעתי והמטען החיובי על הברום האלקטרושלילי הופכים את יון הברומוניום לרגיש להתקפה נוקלאופילית על ידי יון הברומיד. הקבוצה העוזבת היא הברום בביניים והוא נשאר קשור בקשר לפחמן השני.

בשל הצפיפות הסטרית של יון הברומוניום המחזורי ואי זמינותם של אורביטלי קשירה, הנוקלאופיל מתקרב לאורביטל האנטי-בונדינג, ומצביע הפוך לקשר פחמן-ברום, מה שמוביל לתוספת האנטי. לכן, רק trans-1,2-dibromocyclopentane מתקבל כמוצר ולא cis-1,2-dibromocyclopentane.

יתר על כן, מכיוון ששני הפחמנים של יון ברומוניום נגישים לנוקלאופיל, המוצר הוא תערובת רצמית.

הסטריאואיזומרים השונים של האלקנים המתחילים נותנים סטריאואיזומרים שונים של המוצר. הברום של cis-2-butene מייצר זוג אננטיומרים, בעוד סטריאואיזומר אחר, trans-2-butene, יוצר תרכובת מזו. לכן, הלוגנציה של אלקנים היא תגובה סטריאוספציפית.

בבדיקה איכותית פשוטה לנוכחות קשרים אולפיניים-כפולים, כאשר מוסיפים ברום לאלקן, תמיסת הברום בצבע אדום עמוק הופכת לחסרת צבע, שכן הברום מוסיף על פני הקשר הכפול. לחלופין, תמיסה של ברום באלקן שומרת על צבע אדום עמוק.

למרות ברום וכלור של אלקנים נפוצים, תוספת של פלואור ויוד אינם שימושיים באופן סינתטי. פלואור מגיב במרץ רב מדי, ותוצרי היוד מתפרקים חזרה לאלקן וליוד במהירות.