La réaction Hell-Volhard-Zelinsky permet d'halogéner la position a des acides carboxyliques. Le brome catalysé au phosphore est utilisé comme réactif. Le phosphore en présence de brome génère du tribromure de phosphore, qui est en fait le composé qui agit comme catalyseur.
Le mécanisme Hell-Volhard-Zelinsky se déroule en quatre étapes.
Étape 1. Formation du bromure d'alcanoyle
Étape 2. Enolisation de l'halogénure d'alcanoyle
Etape 3. Halogénation de la position a
Étape 4. Échange