Halogenación
Otra consecuencia química de la enolización de aldehídos y cetonas es la reacción de halogenación en posición α. Puede producirse tanto a partir de la forma enólica como del ion enolato.
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Halogenación de enoles
¿Cómo se halogena la 2-metilciclohexanona? Tiene dos posiciones α al carbonilo, pero... ¿por qué la reacción es regioselectiva?
Experimentalmente se comprueba que:
1. La velocidad es de primer orden en el sustrato.
Por tanto, el halógeno no entra en absoluto en la expresión de la velocidad (es independiente de que la reacción se efectúe con Cl2, Br2 o I2).
2. La reacción muestra efecto isotópico positivo (kH/kD > 1).
Pincha aquí para saber qué es el efecto isotópico.
Un mecanismo compatible con estos datos experimentales debe implicar que en la etapa limitante de la velocidad solo interviene el sustrato. Además, en esa etapa debe producirse la ruptura de enlaces C–H (efecto isotópico positivo).
La formación del enol debe ser la etapa limitante de la velocidad (ET más alto en energía): implica solo al sustrato y en ella hay ruptura de los enlaces Cα–H.
De los dos enoles posibles, el más sustituido es el más estable.
Se ha medido una diferencia de estabilidad de 4 kcal/mol entre los dos enoles, lo que supone que, a temperatura ambiente, la proporción del enol-2 más estable es superior al 99,5 %.
![Ecuaciones: ΔG° = −RT ln K; K = e^(−ΔG°/RT); K = [enol 2]/[enol 6]](img/image3_corregida.png)
Este es otro ejemplo de cómo un átomo de oxígeno es capaz de estabilizar una carga positiva adyacente. El oxígeno de un alcohol o éter resulta dador de electrones cuando se enfrenta a un carbono sp2, como el de un carbocatión.
El halógeno se comporta como electrófilo. El doble enlace del enol comparte electrones con uno de los átomos de halógeno, quedándose el otro halógeno con los electrones del enlace X–X. Así, ambos halógenos completan el octeto. Pero el ataque al enol puede producirse de dos maneras. Se da a través del camino más fácil, es decir, a través del carbocatión menos inestable.
Por último, la pérdida de un protón (que con el haluro desprendido forma el hidrácido correspondiente) da lugar a la 2-cloro-2-metilciclohexanona.
El diagrama final de energía, siguiendo la coordenada de reacción, es cualitativamente como este:
Los datos experimentales indican que la etapa más alta en energía, la limitante de la velocidad, es la enolización. En la cinética solo interviene el sustrato, lo que indica que la etapa de halogenación debe implicar un cambio de energía menor. El efecto isotópico positivo indica que el enlace C–H debe romperse en la etapa limitante de la velocidad.
Halogenación de enolatos
La halogenación de un aldehído o cetona en medio básico, a través del ion enolato, es más problemática porque suele dar lugar a mezclas complejas de productos. La polihalogenación no puede evitarse.
El resultado es una mezcla:
Incluso el α-gem-dihaloderivado formado puede evolucionar hacia una dicetona, según una reacción que ya hemos visto.