6.4.2 Halogénation radicalaire
Alors que les réactions de combustion sont connues et très abondamment exploitées au
quotidien, les réactions d’halogénation radicalaire ne se réalisent généralement qu’en
laboratoire, le plus souvent par les industries spécialisées dans la commercialisation de
produits chimiques.
Pour qu’une réaction d’halogénation radicalaire puisse se produire, trois éléments
essentiels doivent être réunis : un alcane, un halogène moléculaire (tel que Cl 2 ou Br 2 ) et
une source d’irradiation lumineuse (hν) ou de chaleur (∆). Le dernier paramètre joue
un rôle clé dans cette réaction, car en l’absence de lumière (noirceur) ou à basse température, aucune réaction n’a lieu (voir la ?gure 6.4). Il convient de noter que ce type de
réaction ne peut se réaliser que sur des hydrogènes liés à des carbones hybridés sp
3
. Il est
donc impossible de procéder à des réactions d’halogénation radicalaire sur des hydrogènes liés à des carbones hybridés sp
2 (p. ex. : les alcènes et les composés aromatiques)
et à des carbones hybridés sp (p. ex. : les alcynes).
Figure 6.4
Réaction générale de
l’halogénation radicalaire
d’un alcane
Dans ce type de réaction, un halogène remplace un atome d’hydrogène de l’alcane
pour donner une nouvelle liaison COX. Il s’agit donc d’une réaction de substitution, et
plus spéci?quement d’une réaction de substitution radicalaire, en raison des intermédiaires radicalaires formés au cours du mécanisme réactionnel (voir la section 6.4.2.1,
p. 265). Lorsqu’un chlore remplace un atome d’hydrogène, la réaction de substitution
radicalaire est appelée chloration. Si toutefois le brome est l’atome impliqué dans la substitution, la réaction d’halogénation radicalaire sera une bromation (voir la ?gure 6.5).
Chacune de ces réactions est exothermique.
Figure 6.5
Exemples de réactions de
chloration et de bromation
La réaction d’halogénation radicalaire ne se réalise pas avec le réactif I 2 , puisqu’elle
est endothermique, et donc énergétiquement défavorable. D’autre part, le réactif F 2
n’est que rarement employé, car la réaction est très exothermique. La chaleur produite
par la réaction ne se dissipe pas aussi vite qu’elle est générée. Elle s’emmagasine donc,
ce qui provoque une réaction en chaîne menant à une possible explosion. De plus, le
réactif F 2 est à la fois très corrosif et très coûteux.
Pour les alcanes possédant trois carbones et plus, la réaction d’halogénation radicalaire peut mener à la formation de plusieurs produits à la suite d’une monohalogénation, c’est-à-dire la substitution d’un seul atome d’hydrogène par un halogène
(voir la ?gure 6.6). Cela est possible si la molécule possède plus d’un type d’hydrogène équivalent. Un hydrogène chimiquement équivalent est dé?ni comme tout
hydrogène au sein d’une molécule qui conduit à un même produit donné à la suite
Dans les sections de ce
chapitre, les couleurs sont
utilisées uniquement à des ?ns
pédagogiques pour mettre en
évidence les transformations au
sein des réactions globales et des
mécanismes (particulièrement
les atomes d’hydrogène qui se
font remplacer par les atomes
d’halogène). Elles n’ont aucun lien
avec le code de couleur des cartes
de potentiel électrostatique.
262 Chapitre 6 Alcanes
Alors que les réactions de combustion sont connues et très abondamment exploitées au
quotidien, les réactions d’halogénation radicalaire ne se réalisent généralement qu’en
laboratoire, le plus souvent par les industries spécialisées dans la commercialisation de
produits chimiques.
Pour qu’une réaction d’halogénation radicalaire puisse se produire, trois éléments
essentiels doivent être réunis : un alcane, un halogène moléculaire (tel que Cl 2 ou Br 2 ) et
une source d’irradiation lumineuse (hν) ou de chaleur (∆). Le dernier paramètre joue
un rôle clé dans cette réaction, car en l’absence de lumière (noirceur) ou à basse température, aucune réaction n’a lieu (voir la ?gure 6.4). Il convient de noter que ce type de
réaction ne peut se réaliser que sur des hydrogènes liés à des carbones hybridés sp
3
. Il est
donc impossible de procéder à des réactions d’halogénation radicalaire sur des hydrogènes liés à des carbones hybridés sp
2 (p. ex. : les alcènes et les composés aromatiques)
et à des carbones hybridés sp (p. ex. : les alcynes).
Figure 6.4
Réaction générale de
l’halogénation radicalaire
d’un alcane
Dans ce type de réaction, un halogène remplace un atome d’hydrogène de l’alcane
pour donner une nouvelle liaison COX. Il s’agit donc d’une réaction de substitution, et
plus spéci?quement d’une réaction de substitution radicalaire, en raison des intermédiaires radicalaires formés au cours du mécanisme réactionnel (voir la section 6.4.2.1,
p. 265). Lorsqu’un chlore remplace un atome d’hydrogène, la réaction de substitution
radicalaire est appelée chloration. Si toutefois le brome est l’atome impliqué dans la substitution, la réaction d’halogénation radicalaire sera une bromation (voir la ?gure 6.5).
Chacune de ces réactions est exothermique.
Figure 6.5
Exemples de réactions de
chloration et de bromation
La réaction d’halogénation radicalaire ne se réalise pas avec le réactif I 2 , puisqu’elle
est endothermique, et donc énergétiquement défavorable. D’autre part, le réactif F 2
n’est que rarement employé, car la réaction est très exothermique. La chaleur produite
par la réaction ne se dissipe pas aussi vite qu’elle est générée. Elle s’emmagasine donc,
ce qui provoque une réaction en chaîne menant à une possible explosion. De plus, le
réactif F 2 est à la fois très corrosif et très coûteux.
Pour les alcanes possédant trois carbones et plus, la réaction d’halogénation radicalaire peut mener à la formation de plusieurs produits à la suite d’une monohalogénation, c’est-à-dire la substitution d’un seul atome d’hydrogène par un halogène
(voir la ?gure 6.6). Cela est possible si la molécule possède plus d’un type d’hydrogène équivalent. Un hydrogène chimiquement équivalent est dé?ni comme tout
hydrogène au sein d’une molécule qui conduit à un même produit donné à la suite
Dans les sections de ce
chapitre, les couleurs sont
utilisées uniquement à des ?ns
pédagogiques pour mettre en
évidence les transformations au
sein des réactions globales et des
mécanismes (particulièrement
les atomes d’hydrogène qui se
font remplacer par les atomes
d’halogène). Elles n’ont aucun lien
avec le code de couleur des cartes
de potentiel électrostatique.
262 Chapitre 6 Alcanes