15.7 : Кислотно-катализируемое α-галогенирование альдегидов и кетонов

Заменяя α-водород галогеном, кислотно-катализируемое α-галогенирование альдегидов или кетонов дает моногалогенированный продукт.

На первом этапе данного механизма кислота протонирует карбонильный кислород, в результате чего образуется резонансно-стабилизированный катион, который впоследствии теряет α-водород с образованием енольного таутомера. Связь C=C в еноле высоконуклеофильна из-за электронодонорной природы группы –OH. Следовательно, двойная связь атакует электрофильный галоген с образованием моногалогенированного карбокатиона. На заключительном этапе депротонирование карбокатиона дает α-галогенальдегиды или кетоны.

Обратите внимание, что образование енола является определяющей скорость стадией реакции, а галоген не участвует в ограничивающей стадии. Следовательно, начальные скорости α-галогенирования не зависят от типа и концентрации галогена. В целом реакция следует кинетике второго порядка, где скорость зависит от концентрации карбонила и кислоты.

Добавление второго галогена нежелательно, поскольку промежуточный карбокатион, образующийся в результате реакции моногалогенированного енола с галогенами, сильно дестабилизируется электроноакцепторным полярным эффектом двух атомов галогена. Интересно, что кислота, образующаяся как побочный продукт этой реакции, может в конечном итоге катализировать первую стадию енолизации, таким образом превращая реакцию в автокаталитическую. Несимметричные кетоны подвергаются α-галогенированию по более замещенному углероду за счет преимущественного образования термодинамического енола. Как показано ниже, реакция α-галогенирования, катализируемая кислотой, также хорошо работает для превращения кетонов в α,β–ненасыщенные кетоны посредством реакций отщепления E2 с образованием новой π-связи.