3.2.5. Нуклеофильное галогенирование
3.2.5.1. Галогенирование с замещением функциональной группы
Наиболее простым способом введения галогена с помощью нуклеофильного замещения является галогенирование галогенид-ионом [схема (43)].
Очевидно, что для замещения у насыщенного атома углерода требуется присутствие эффективной уходящей группы; в то же время при замещении в олефинах или в ароматических соединениях они должны быть активированы заместителями. Очень большое влияние на ход реакции оказывает растворитель. Поскольку энергии сольватации галоген-ионов в воде составляют для
;
-моль, то неудивительно, что в водных системах наиболее эффективным нуклеофилом является иодид-ион. Однако в апротонных растворителях очень сильным нуклеофилом может быть фторид-ион, хотя в этом случае следует считаться также и со значительным влиянием противоиона. Совершенно очевидно, что взаимодействие с противоионом имеет очень важное значение, поскольку эффективность фторидов падает в ряду:
, т. е. именно в том порядке, в каком растет энергия кристаллической решетки [уравнения (44) — (46)].
Очень четкое влияние на реакционную способность оказывает комплексообразование противоиона с краун-эфирами, такими как
[уравнения (47), (48)]. Это влияние обусловлено:
1) уменьшением взаимодействия между галогенид-ионом и противоионом, что приводит к увеличению реакционной способности, и 2) растворимостью комплексов даже в очень плохих для галогенидов щелочных металлов растворителях; так, фторид-ион, входящий в растворимый в бензоле комплекс
называют «голым фторид-ионом» [39].
Для увеличения реакционной способности галогенид-ионов можно с успехом применять также межфазный катализ [40, 41].
Эта методика основана на использовании водных растворов (в данном случае металлгалогенидов) в контакте с несмешивающимся растворителем, что иллюстрирует уравнение (49). При добавлении тетраалкиламмониевой соли галогениды, по крайней мере частично, переходят в неводную фазу, в которой галогенид менее сольватнрован и поэтому более реакционноспособен.