ในวิชาเคมีการเติมฮาโลเจนเป็นปฏิกิริยาเคมีที่นำฮาโลเจนหนึ่ง ตัวหรือมากกว่า เข้าไปในสารประกอบทางเคมี สารประกอบที่มี ฮาไล ด์ นั้นพบได้ทั่วไป ทำให้การเปลี่ยนแปลงประเภทนี้มีความสำคัญ เช่น ในการผลิตโพลิเมอร์และยา^{[ 1 ]} การ แปลงประเภทนี้พบได้บ่อยมากจนการสรุปภาพรวมทั้งหมดเป็นเรื่องยาก บทความนี้ส่วนใหญ่กล่าวถึงการเติมฮาโลเจนโดยใช้ธาตุฮาโลเจน ( F ₂ , Cl ₂ , Br ₂ , I ₂ ) ฮาไลด์ยังนิยมใช้เกลือ ฮาไลด์ และ กรด ไฮโดรเจนฮาไล ด์ในการเติมฮาไลด์ด้วย มี สารรีเอเจนต์เฉพาะทางหลายชนิด ที่ใช้ในการเติมฮาโลเจนลงใน สารตั้งต้นที่หลากหลายเช่นไทโอนิลคลอไรด์

มีหลายกลไกสำหรับการเติมฮาโลเจนลงในสารประกอบอินทรีย์ ได้แก่การเติมฮาโลเจนแบบอนุมูลอิสระการเติมฮาโลเจนลงในคีโตนการเติมฮาโลเจนแบบอิเล็ก โทรฟิ ลิ ก และปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจนลักษณะของสารตั้งต้นจะเป็นตัวกำหนดกลไก ความง่ายในการเกิดปฏิกิริยาเติมฮาโลเจนได้รับอิทธิพลจากชนิดของฮาโลเจนฟลูออรีนและคลอรีน มีคุณสมบัติ เป็นอิเล็กโทรฟิลิกมากกว่าและเป็นสารเติมฮาโลเจนที่รุนแรงกว่าโบรมีนเป็นสารเติมฮาโลเจนที่อ่อนกว่าทั้งฟลูออรีนและคลอรีน ในขณะที่ไอโอดีนมีปฏิกิริยาน้อยที่สุด ความง่ายในการกำจัดไฮโดร ฮาโลเจน เป็นไปในทิศทางตรงกันข้าม ไอโอดีนถูกกำจัดออกจากสารประกอบอินทรีย์ได้ง่ายที่สุด และ สารประกอบ ออร์กาโนฟลูออรีนมีความเสถียรสูง

ปฏิกิริยา การเติมฮาโลเจนลงในไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเป็นปฏิกิริยาการแทนที่โดยทั่วไปปฏิกิริยานี้เกี่ยวข้อง กับ กลไกของอนุมูลอิสระ ตำแหน่ง การเกิดปฏิกิริยาของการเติมฮาโลเจนลง ในแอลเคน ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยความอ่อนแอสัมพัทธ์ของพันธะ C–Hแนวโน้มนี้สะท้อนให้เห็นได้จากปฏิกิริยาที่เร็วขึ้นในตำแหน่ง ตติยภูมิและทุติยภูมิ

การคลอริเนชันแบบอนุมูลอิสระใช้ในการผลิตตัวทำละลาย บางชนิดในระดับอุตสาหกรรม : ^{[ 2 ]}

CH ₄ + Cl ₂ → CH ₃ Cl + HCl

สารประกอบออร์กาโนโบรมีนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมักผลิตขึ้นโดยวิถีอนุมูลอิสระที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์โบรโมเปอร์ออกซิเดสปฏิกิริยานี้ต้องการโบรไมด์ร่วมกับออกซิเจนเป็นตัวออกซิไดซ์คาดว่ามหาสมุทรจะปล่อยโบรโมฟอร์ม 1–2 ล้านตันและโบรโมมีเทน 56,000 ตัน ต่อปี^{[ 3 ]}

ปฏิกิริยาไอโอโดฟอร์มซึ่งเกี่ยวข้องกับการสลายตัวของเมทิลคีโตนดำเนินไปโดยกระบวนการไอโอดีเนชันแบบอนุมูลอิสระ

เนื่องจากปฏิกิริยาที่รุนแรงมาก ฟลูออรีน ( F₂ ₎จึงจัดอยู่ในประเภทพิเศษเมื่อเปรียบเทียบกับฮาโลเจนเนชัน สารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ ไม่ว่าจะเป็นสารอิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัว จะลุกไหม้เมื่อสัมผัสกับ_F₂และในที่สุดจะกลายเป็นคาร์บอนเตตระฟลูออไรด์ในทางตรงกันข้าม ฮาโลเจนที่มีน้ำหนักมากกว่าจะมีปฏิกิริยาน้อยกว่ามากกับไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว

ต้องใช้เงื่อนไขและอุปกรณ์เฉพาะทางสูงสำหรับการฟลูออริเนชันด้วยธาตุ_{ฟลูออรีน}โดยทั่วไปจะใช้สารรีเอเจนต์ฟลูออริเนชันแทนF2 สารรีเอ เจนต์ดังกล่าวได้แก่โคบอลต์ไตรฟลูออไรด์คลอรีนไตรฟลูออไรด์และไอโอดีนเพนตาฟลูออไรด์^{[ 4 ]}

วิธีการฟลูออริเนชันด้วยไฟฟ้าเคมีถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์สำหรับการผลิตสารประกอบเพอร์ฟลูออริเนตโดยจะสร้างธาตุฟลูออรีนในปริมาณเล็กน้อยในแหล่งกำเนิดจากไฮโดรเจนฟลูออไรด์วิธีนี้ช่วยหลีกเลี่ยงอันตรายจากการจัดการก๊าซฟลูออรีนสารประกอบอินทรีย์ ที่สำคัญในเชิงพาณิชย์หลายชนิด ได้รับการฟลูออริเนตโดยใช้เทคโนโลยีนี้

สารประกอบไม่อิ่มตัวโดยเฉพาะแอลคีนและแอลไคน์สามารถเติมฮาโลเจนได้:

R−CH=CH−R' + X ₂ → R−CHX−CHX−R'

ในกระบวนการออกซีคลอริเนชันการรวมกันของไฮโดรเจนคลอไรด์และออกซิเจนทำหน้าที่เทียบเท่ากับคลอรีนดังแสดงในเส้นทางสู่การสังเคราะห์ 1,2-ไดคลอโรอีเทน นี้ :

4 HCl + 2 CH₂ = _CH₂ + _O₂ → ₂ Cl−CH₂ ₋ CH₂ ₋ Cl + 2 _H₂O

การเติมฮาโลเจนลงในแอลคีนเกิดขึ้นผ่านไอออนฮาโลเนียมที่เป็นตัวกลาง ในกรณีพิเศษ สามารถแยกตัวกลางดังกล่าวได้^{[ 5 ]}

การโบรมีเนชันมีความเลือกสรร มากกว่า การคลอริเนชันเนื่องจากปฏิกิริยาคายความร้อน น้อยกว่า ตัวอย่างของการโบรมีเนชันของแอลคีนคือเส้นทางสู่ยาสลบฮาโลเท น จากไตรคลอโรเอทิลีน : ^{[ 6 ]}

ปฏิกิริยา ไอโอดีนเนชันและโบรมีนเนชันสามารถเกิดขึ้นได้โดยการเติมไอโอดีนและโบรมีน ลงในแอลคีน ปฏิกิริยา _นี้เกิดขึ้นอย่างสะดวกโดยมีการเปลี่ยนสีของI₂ และ Br₂ _ซึ่งเป็นพื้นฐานของวิธีการวิเคราะห์ค่าไอโอดีนและค่าโบรมีนเป็นตัววัดระดับความไม่อิ่มตัวของไขมันและสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ

สารประกอบอะโรมาติกสามารถเกิดปฏิกิริยาเฮโลจิเนชันแบบอิเล็กโทรฟิลิกได้ :

R−C ₆ H ₅ + X ₂ → HX + R−C ₆ H ₄ −X

ปฏิกิริยาประเภทนี้มักจะได้ผลดีกับคลอรีนและโบรมีนที่มีสารตั้งต้นอะโรมาติกที่มีอิเล็กตรอนมาก มัก ใช้ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดลูอิส เช่นเฟอร์ริกคลอไรด์ [ ^{7 ] มี}ขั้นตอนโดยละเอียดมากมาย^{[ 8 ] [ 9 ]} เมื่อสารตั้งต้นอะโรมาติกมีหมู่ดึงอิเล็กตรอนการเติมฮาโลเจนจะไม่เกิดขึ้นกับฮาโลเจน อย่างไรก็ตาม โพแทสเซียมโบรเมตในที่ที่มีกรดสามารถใช้ในการเติมโบรมีนให้กับสารตั้งต้นอะโรมาติกที่ดื้อต่อปฏิกิริยาได้ เช่นไนโตรเบนซีน^{[ 10 ]}

เนื่องจากฟลูออรีน มี ความไวต่อปฏิกิริยาสูง จึงต้องใช้ วิธีการอื่น เช่นปฏิกิริยา Balz–Schiemann ในการเตรียมสารประกอบอะโรมาติกที่มีฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบ

ในปฏิกิริยาHunsdiecker กรดคาร์บอกซิลิกจะถูกเปลี่ยนเป็นเฮไลด์อินทรีย์ซึ่งโซ่คาร์บอนจะสั้นลงหนึ่งอะตอมเมื่อเทียบกับโซ่คาร์บอนของกรดคาร์บอกซิลิกนั้นๆ กรดคาร์บอกซิลิกจะถูกเปลี่ยนเป็น เกลือ เงิน ก่อน จากนั้นจึงถูกออกซิไดซ์ด้วยฮาโลเจน :

R−COO ⁻ Ag ⁺ + Br ₂ → R−Br + CO ₂ + Ag ⁺ Br ⁻

CH ₃ −COO ⁻ Ag ⁺ + Br ₂ → CH ₃ −Br + CO ₂ + Ag ⁺ Br ⁻

สารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกหลายชนิดทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนเพื่อให้ได้สารประกอบเฮไลด์อินทรีย์:

RM + X ₂ → RX + MX

CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ Li + Cl ₂ → CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ Cl + LiCl

ธาตุทั้งหมดยกเว้นอาร์กอนนีออนและฮีเลียมจะสร้างฟลูออไรด์โดยการทำปฏิกิริยาโดยตรงกับฟลูออรีนคลอรีนมีความเลือกมากกว่าเล็กน้อย แต่ก็ยังทำปฏิกิริยากับโลหะ ส่วนใหญ่ และอโลหะ ที่หนักกว่า ตามแนวโน้มปกติโบรมีนมีปฏิกิริยา น้อยกว่า และไอโอดีน มีปฏิกิริยา น้อยที่สุด ในบรรดาปฏิกิริยาที่เป็นไปได้มากมาย ตัวอย่างที่น่าสนใจคือการก่อตัวของทองคำ(III) คลอไรด์โดยการคลอริเนชันของทองคำการคลอริเนชันของโลหะมักไม่สำคัญมากนักในอุตสาหกรรม เนื่องจากคลอไรด์สามารถผลิตได้ง่ายกว่าจากออกไซด์และไฮโดรเจนคลอไรด์การคลอริเนชันของสารประกอบอนินทรีย์ นั้น มีการปฏิบัติในระดับที่ค่อนข้างใหญ่สำหรับการผลิตฟอสฟอรัสไตรคลอไรด์และไดซัลเฟอร์ไดคลอไรด์^{[ 11 ]}

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับการเติมฮาโลเจน