10.10 : Conversion des alcools en halogénures d'alkyle

Cette leçon approfondit la conversion des alcools en halogénures d'alkyle correspondants et le mécanisme d'action de différents réactifs. Généralement, le groupe hydroxyle est d'abord protoné pour le convertir en un groupe partant stable. Par conséquent, en fonction de l'alcool de départ, le mécanisme subit l'une ou l'autre des voies de substitution nucléophile, S_N1 ou S_N2. Les halogénures d'alkyle tertiaire sont fabriqués à l'aide du mécanisme S_N1 en deux étapes qui se produit via un intermédiaire carbocation, qui est stabilisé par hyperconjugaison. Cependant, pour les alcools primaires, la protonation du groupe hydroxyle conduit à la voie concertée S_N2. Les alcools secondaires peuvent procéder via l'un ou l'autre mécanisme en fonction des conditions de réaction.

Les réactifs populaires utilisés pour convertir les alcools en halogénures d'alkyle correspondants comprennent les halogénures d'hydrogène comme le bromure d'hydrogène et le chlorure d'hydrogène. Cependant, même si cela est simple avec le premier, le second nécessite un catalyseur supplémentaire comme le chlorure de zinc. Cela catalyse le groupe hydroxyle en un meilleur groupe partant permettant le processus S_N2 ultérieur. D'autres réactifs de choix sont le chlorure de thionyle et le tribromure de phosphore avec un mécanisme similaire. En présence de bases relativement faibles comme la pyridine/amine tertiaire, elles génèrent un excellent groupe partant par rapport au groupe partant d'origine de l'eau.

La classe de réactifs la plus intéressante est celle des sulfonyles. Ils réagissent avec les alcools pour former des mésylates, tosylates ou triflates correspondants afin d'améliorer leur réactivité dans une réaction S_N2. Chez ces espèces, la stabilisation de la résonance est inhérente au groupe sulfonyle. Une stabilisation supplémentaire de la résonance est apportée par le cycle benzénique du groupe tosyle, et une stabilité supplémentaire est assurée par le trifluorométhyle fortement attracteur d'électrons dans le triflate.

Stéréochimie

Plus important encore, le choix du réactif influence la stéréochimie du produit formé. L'utilisation de chlorure de thionyle conduit à une inversion de configuration, tandis que les chlorures de tosyle conservent la configuration chirale dans l'alcool natif.