학문
알켄의 할로젠 첨가 반응에서 anti-addition이 주로 일어나는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 알켄이 친핵체의 공격을 받는 경우나 알켄의 할로젠 첨가 반응에서 주로 이탈기의 반대쪽 방향으로의 anti-addition이 주로 일어나는 이유는 무엇인가요?
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안녕하세요. 말씀해주신 것과 같이 알켄의 할로젠 첨가 반응에서 anti-addition이 주로 일어나는 이유는 반응 중간체가 가지는 입체적 제약과 전하 분포 때문인데요, 우선 알켄이 Br₂와 같은 할로젠 분자와 반응할 때, 먼저 π 전자가 할로젠 분자에 공격을 가해 할로늄 이온이라는 삼원환 중간체가 형성됩니다. 이때, Br–Br 결합이 깨지면서 한쪽 Br 원자는 양전하를 띠게 되고, 알켄의 두 탄소와 세 원자 고리를 이루게 되는데요, 이 할로늄 이온은 세각 고리 구조 때문에 매우 입체적으로 긴장되어 있으며, 동시에 고리 내부에는 부분적으로 양전하가 분산되어 있습니다.
이후 남아 있는 Br⁻가 친핵체로 작용해 고리를 열게 되는데, 중요한 점은 고리의 같은 면은 이미 전자가 가득 차 있고 Br⁺가 막고 있기 때문에 접근이 불가능하며, 따라서 Br⁻는 반드시 반대쪽에서 공격할 수밖에 없고, 이로 인해 결과적으로 두 할로젠 원자는 서로 반대쪽 입체 배열(anti)로 첨가되는 것입니다.
이와 같은 현상은 친핵성 치환 반응에서 SN2 기작의 후면공격과 유사하게, 전자적·입체적 이유 때문에 한쪽 면에서의 공격이 차단되고 반대쪽으로만 반응이 진행되는 과정이라고 이해하시면 됩니다. 감사합니다.