15.7 : La alfa Halogenación de aldehídos y cetonas catalizada por ácido

Al reemplazar un α-hidrógeno con un halógeno, la α-halogenación de aldehídos o cetonas catalizada por ácido produce un producto monohalogenado.

En el primer paso del mecanismo, el ácido protona el oxígeno del carbonilo, lo que da como resultado un catión estabilizado por resonancia, que posteriormente pierde un hidrógeno α para formar un tautómero enol. El enlace C=C en un enol es altamente nucleofílico debido a la naturaleza donadora de electrones del grupo –OH. En consecuencia, el doble enlace ataca a un halógeno electrófilo para formar un carbocatión monohalogenado. En el paso final, la desprotonación del carbocatión produce los α-halo aldehídos o cetonas.

Tenga en cuenta que la formación de enol es el paso determinante de la velocidad de la reacción, y el halógeno no participa en el paso limitante de la velocidad. Por lo tanto, las velocidades iniciales de la α-halogenación son independientes del tipo y concentración de halógeno. En general, la reacción sigue una cinética de segundo orden, en la que las velocidades dependen de la concentración del carbonilo y del ácido.

La adición de un segundo halógeno es desfavorable, ya que el intermediario carbocatión formado por la reacción de un enol monohalogenado con halógenos está altamente desestabilizado por el efecto polar aceptor de electrones de dos átomos de halógeno. Curiosamente, el ácido formado como subproducto de esta reacción puede en última instancia catalizar el primer paso de enolización, convirtiendo así la reacción en autocatalítica. Las cetonas asimétricas sufren α-halogenación en el carbono más sustituido mediante la formación preferencial de un enol termodinámico. Como se muestra a continuación, la reacción de α-halogenación catalizada por ácido también funciona bien para convertir cetonas en cetonas α,β‒insaturadas mediante reacciones de eliminación E2 que forman un nuevo enlace π.