[알코올] 할로젠화수소를 이용한 알코올 치환반응

반응식

이번을 포함한 3개의 포스트에 알코올 치환반응식들을 크게 3가지로 나누어 정리하도록 하겠습니다. 그 중 첫 번째 반응식은 알코올에 할로젠화수소를 첨가하여 알킬할라이드를 생성하는 반응입니다.

 

알코올 치환반응 중 할로젠화수소를 이용한 치환반응의 경우 알코올의 차수가 높을수록 반응이 잘 일어나며 1차 ROH에 대해서만 반응이 SN2로 일어납니다. (친핵성 치환반응에 대해서는 곧 다루겠습니다.)

 

예시

예시로 위와 같은 반응이 있습니다. S형의 입체중심을 가지는 알코올에 HBr을 처리하면 3차 ROH이므로 SN1 반응이 일어나며 오른쪽과 같이 하이드록시기가 브로민으로 치환되고 입체표현은 S형에서 R형으로 반전된 것을 확인할 수 있습니다.

 

메커니즘

메커니즘 자체는 친핵성 치환반응 그대로의 과정입니다. 산소가 전자쌍을 내어 수소를 가져오면서 H2O+라는 leaving group을 형성하게 되고, Br-가 친핵체로 작용하여 backside attack을 발생시키고 OH가 Br로 치환되며 반전의 입체구조를 가지게 됩니다.

 

예제

위와 같은 반응식의 생성물을 예측해보세요. 이 때 입체 표현을 고려해주어야 합니다.

 

정답은 위와 같습니다. HX이 시약으로 사용되며 3차 ROH이기 때문에 SN1 type의 반응이 일어나고, 따라서 backside attack 이전에 leaving group이 나가기 때문에 Br이 leaving group이 나가는 방향에서 붙을 수도 있습니다. 그렇기 때문에 위와 같이 두 가지 형태가 모두 나올 수 있습니다만, 그렇다고 해도 steric 때문에 뒤쪽에서 붙는 생성물이 major 생성물이 됩니다.

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위의 내용은 친핵성 치환반응에 대해 공부해야 알 수 있는 내용이기 때문에 모르는 입장에서는 다소 생소할 수 있습니다. 따라서 친핵성 치환반응에 대해 곧 다루도록 하겠습니다.