Alkenlerin Halojenlemesi

Bir alkene brom veya klor ilavesi, 1,2-dihalojenürlü bir ürün üretir. Alkenlerin halojenasyonu tipik olarak metilen klorür, kloroform veya karbon tetraklorür gibi nükleofilik olmayan çözücülerde gerçekleştirilir.

Trans-1,2-dibromosiklopentan elde etmek için siklopentanın bromasyonunu düşünün. Reaksiyon, bir alkenin elektron bakımından zengin π bağının yakınında moleküler bromun polarizasyonu ile başlatılır. Elektrofilik brom, bir bromonyum iyonu oluşturan alken çift bağı boyunca eklenir.  

Bu döngüsel ara ürün, daha fazla kovalent bağ içerdiğinden ve tüm atomların dolu bir sekizliye sahip olduğundan bir karbokatyondan daha kararlıdır.

Bununla birlikte, halka gerilimi ve elektronegatif brom üzerindeki pozitif bir yük, bromonyum iyonunu bromür iyonunun nükleofilik saldırısına duyarlı hale getirir. Ayrılan grup, ara üründeki bromdur ve diğer karbona bir bağ ile bağlı kalır.

Siklik bromonyum iyonunun neden olduğu sterik aşırı kalabalık ve bağ orbitallerinin bulunmaması nedeniyle, nükleofil, karbon-brom bağının karşıtını işaret ederek anti bağlanma orbitaline yaklaşır ve anti ilaveye yol açar. Bu nedenle, bir ürün olarak cis-1,2-dibromosiklopentan değil, sadece trans-1,2-dibromosiklopentan elde edilir.

Ayrıca, bir bromonyum iyonunun her iki karbonu da nükleofil tarafından erişilebilir olduğundan, ürün rasemik bir karışımdır.

Başlangıç alkeninin farklı stereoizomerleri, ürünün farklı stereoizomerlerini verir. Cis-2-bütenin bromlanması bir çift enantiyomer üretirken, başka bir stereoizomer, trans-2-büten, bir mezo bileşik oluşturur. Bu nedenle, alkenlerin halojenasyonu stereospesifik bir reaksiyondur.

Olefinik-çift bağların varlığı için basit bir kalitatif testte, bir alkene brom eklendiğinde, brom çift bağ boyunca eklendikçe, koyu kırmızı renkli brom çözeltisi renksiz hale gelir. Alternatif olarak, bir alkan içindeki bir brom çözeltisi koyu kırmızı bir rengi korur.

Alkenlerin bromlanması ve klorlanması yaygın olmasına rağmen, flor ve iyot ilavesi sentetik olarak yararlı değildir. Flor çok kuvvetli reaksiyona girer ve iyotlama ürünleri hızla alken ve iyota geri ayrışır.