烯醇、烯醇負離子與α-碳化學
α-鹵化(alpha-halogenation)
取一個酮或醛,加入鹵素(Cl2、Br2 或 I2),就會有一個鹵原子裝到α-碳上,取代掉一個α-氫。這不是隨機轟擊烷烴的自由基鹵化,而是一種整齊、定向、只發生在α位的反應,原因正是α-碳被羰基所活化。
在酸性條件下,機理經由烯醇。微量的酸讓酮互變成烯醇;烯醇富電子的 C=C 像任何親核的烯烴那樣去攻擊鹵素分子,再失去一個質子,就得到α-鹵代羰基。酸性條件最關鍵的特點是選擇性:第一個鹵素吸電子,使剩下的α-氫更難烯醇化,所以反應往往在取代一次之後就乾淨地停下。你能得到單鹵化產物。
在鹼性條件下情況正好相反。鹼生成烯醇負離子,烯醇負離子攻擊鹵素,但此時第一個鹵素反而使剩下的α-氫更酸——於是下一次鹵化比第一次還快。因此鹼促進的鹵化往往剎不住車,會把那個碳上所有的α-氫都換成鹵素。對甲基酮來說,這種過度鹵化會直接引向鹵仿反應。α-鹵代羰基本身也很有價值:碳-鹵鍵是後續取代或消除的良好離去基團。
苯乙酮 Ph-CO-CH3 與 Br2 加微量酸反應,乾淨地得到 Ph-CO-CH2Br(只引入一個溴)。同樣的酮若與 Br2 和過量 NaOH 反應,則會三次全部鹵化並隨後斷裂——這就是鹵仿反應。
酸性條件停在一個鹵素;鹼性條件則一直進行到底。
酸催化的α-鹵化對單取代有選擇性;鹼促進的鹵化傾向於多取代。把兩者搞混、以為鹼性條件下只會引入一個溴,是常見的錯誤。
又稱
另見