الهلجنة Halogenation

كما هو متوقع، فإن هلجنة الألكانات العليا، أساساً، تشبه هلجنة الميتان نفسه غير أنها تتعقد بسبب تشكل مزيج من المماكبات.

يحول الكلور أو البروم، الألكانات، بتأثير الأشعة فوق البنفسجية، أو في الدرجة 250 – 400˚س، الى كلوريدات الهيدروجين ويعطي الفلور، كما وجد حديثاً، إذا مدد المزيج بغاز خامل وإذا جرى التخلص من الحرارة الناتجة، نتائج مماثلة، وكما في حالة الميتان، فاليوددة لا تحصل البتة.

ويمكن الحصول من ألكان واحد على أي من المماكبات العديدة التي يمكن تشكلها، وذلك تبعاً لذرة الهيدروجين المزاحة فالإيتان يؤدي، فقط، الى هالو إيتان واحد، ويؤدي كل من البروبان ونظامي البوتان وإيزو البوتان الى شفع من المماكبات؛ ويمكن أن يؤدي نظامي البنتان الى ثلاثة مماكبات، أما إيزو البنتان فيمكن أن يؤدي الى أربعة مماكبات.

وقد أظهرت التجربة أن هلجنة ألكان ما تؤدي الى مزيج من جميع المنتجات المتماكبة الممكنة، وهذا يدل على أن جميع ذرات الهيدروجين قابلة للاستبدال.

نجد في تفاعل الكلورة مثلا أن:

وتعطي البرومة المشتقات البرومية الموافقة ولكن بنسب مختلفة:

ومع أن الكلورة والبرومة تؤديان الى مزيج من المماكبات، فإن النتائج المعطاة آنفاً تظهر أن الكميات النسبية لمختلف المماكبات تتغير بشكل ملحوظ تبعاً للهالوجين المستعمل. تؤدي الكلورة الى مزيج لا يوجد فيه مماكب عالي السيطرة؛ وعلى العكس من ذلك فإن البرومة تؤدي غالباً الى مماكب واحد يمكن أن يسيطر لدرجة يبدو وكأنه المنتج الوحيد، وبشكل أكثر من 97% - 99% من المزيج. وفي البرومة درجة عالية من الانتقالية بالنسبة لذرة الهيدروجين التي ستزاح..

ليست هلجنة الألكانات مناسبة مخبرياً لتحضير هاليدات الألكيل، مع وجود استثناءات نادرة. أما في الكلورة فيتشكل أي مماكب، بالضرورة بمردود ضعيف، ويكون من الصعب فصله عن مماكباته التي تختلف نقاط غليانها قليلاً عن نقطة غليانه. وحتى برومة الألكانات فإنها قليلاً ما تستخدم. وما سنرى في الفصل الخامس فإن هناك طرائق مميزة ومتداولة لتحضير هاليدات الألكيل، بشكل مرضٍ من مواد ابتدائية متوافرة مباشرة.

لقد بدأنا دراستنا للتفاعلات العضوية بهلجنة الميتان والألكانات الأخرى، ليست لفائدتها في الاصطناع المخبري، فالاصطناع هو أحد مظاهر الكيمياء العضوية. ولكن هذا التفاعل يقدم مدخلاً سهلاً ومفهوماً للمبادئ التي تحكم جميع التفاعلات التي سندرسها. الألكانات هي مركبات بسيطة والآلية مفهومة بشكل جيد، وهي مبنية على حقيقة يمكن استيعابها بسهولة.

يمكننا أن نتعامل كيفياً وكمياً مع مسألة السرعة النسبية والتوجيه، طالما أن قيم (Eact) و (AH) معروفة بدقة. وتكون الحالة الانتقالية غير مشوشة بالشكوك حول الدور الذي يلعبه المذيب. وأخيراً، تعد دراسة الجذور الحرة جزءاً هاماً من الكيمياء العضوية.

تكون كلورة الألكانات على المستوى الصناعي هامة. وتستعمل منتجاتها في كثير من الحالات حيث يكون مزيج من المماكبات مناسباً أكثر وأقل كلفة من مركب نقي.

إنه أمر يستحق الاهتمام إذا اقتضت الضرورة فصل مزيج من المماكبات إذا كان بالإمكان تسويق كل من هذه المماكبات.