알켄으로부터 할로히드린의 형성

프로펜과 같은 알켄은 물의 존재 하에서 할로겐과 반응하여 인접한 탄소에 할로겐과 하이드록실기를 갖는 화합물인 할로히드린을 생성합니다.

메커니즘의 첫 번째 단계는 브로모늄 이온을 제공하는 이중 결합을 가로질러 브롬을 친전자성으로 추가하는 것입니다.

과도하게 존재하는 물은 친핵체로 작용하여 브로모늄 이온의 더 많은 치환된 탄소를 공격하여 3원 고리를 엽니다.

입체 밀집과 결합 오비탈의 비가용성은 친핵체의 공격을 탄소-브롬 결합의 반대편에 있는 반결합 오비탈로 향하게 합니다.

양성자화된 브로모히드린은 강산이기 때문에 양성자를 물에 잃고 1-브로모-2-프로판올 생성물을 제공합니다.

더 치환된 탄소에서 하이드록실기의 위치 선택성 추가는 두 가지 요인의 조합을 기반으로 설명됩니다. 브로모늄 이온의 정전기 전위 지도는 더 많은 치환된 탄소가 더 많은 탄소 양이온 특성을 가지고 있어 친핵체의 공격을 용이하게 한다는 것을 보여줍니다.

더욱이, 브롬과 더 많이 치환된 탄소 사이의 결합은 덜 치환된 탄소의 결합보다 길며, 이는 고리 개방 전이 상태가 친핵체가 더 많은 치환된 탄소를 공격할 때 더 낮은 에너지를 필요로 한다는 것을 의미합니다.

다음 단계는 키랄 중심이 생성될 때 입체화학적 결과를 식별하는 것입니다. 프로펜에 할로겐을 첨가하면 거울상 이성질체로 가교 된 중간체가 생성되고 반대쪽면으로부터 친핵체가 첨가되면 한 쌍의 할로 히드 린 이성질체가 생성됩니다.

또 다른 예로, 1-메틸시클로헥센은 브롬과 반응하여 한 쌍의 거울상 이성질체 브로모늄 이온을 생성합니다. 물의 첨가 방지는 트랜스 -2- 브로 모 -1- 메틸 시클로 헥산올을 라세미 혼합물로 전달합니다.

알켄은 물에 불용성이기 때문에 반응은 일반적으로 수성 디메틸 설폭사이드와 같은 용매에서 수행됩니다. N-브로모숙신이미드는 안정적이고 덜 해로운 브롬 공급원으로 작용합니다.

흥미롭게도, 생물학적 시스템에서 브로 모 페 록시 다제 (bromoperoxidase)는 브롬 이온을 해당 하이포 브롬 산으로 산화시키며, 이는 기질에 친전자성을 첨가하고 물과의 반응을 통해 2- 브로 모 -1- 페닐 -1,3- 프로판 디올 (bromohydrin)을 생성합니다.