烯醇、烯醇负离子与α-碳化学
α-卤化(alpha-halogenation)
取一个酮或醛,加入卤素(Cl2、Br2 或 I2),就会有一个卤原子装到α-碳上,取代掉一个α-氢。这不是随机轰击烷烃的自由基卤化,而是一种整齐、定向、只发生在α位的反应,原因正是α-碳被羰基所活化。
在酸性条件下,机理经由烯醇。微量的酸让酮互变成烯醇;烯醇富电子的 C=C 像任何亲核的烯烃那样去攻击卤素分子,再失去一个质子,就得到α-卤代羰基。酸性条件最关键的特点是选择性:第一个卤素吸电子,使剩下的α-氢更难烯醇化,所以反应往往在取代一次之后就干净地停下。你能得到单卤化产物。
在碱性条件下情况正好相反。碱生成烯醇负离子,烯醇负离子攻击卤素,但此时第一个卤素反而使剩下的α-氢更酸——于是下一次卤化比第一次还快。因此碱促进的卤化往往刹不住车,会把那个碳上所有的α-氢都换成卤素。对甲基酮来说,这种过度卤化会直接引向卤仿反应。α-卤代羰基本身也很有价值:碳-卤键是后续取代或消除的良好离去基团。
苯乙酮 Ph-CO-CH3 与 Br2 加微量酸反应,干净地得到 Ph-CO-CH2Br(只引入一个溴)。同样的酮若与 Br2 和过量 NaOH 反应,则会三次全部卤化并随后断裂——这就是卤仿反应。
酸性条件停在一个卤素;碱性条件则一直进行到底。
酸催化的α-卤化对单取代有选择性;碱促进的卤化倾向于多取代。把两者搞混、以为碱性条件下只会引入一个溴,是常见的错误。
又称
另见