ainsi formé. Les réactions d’addition polaire entrent dans la catégorie des réactions
d’addition électrophile, car dans la première étape du mécanisme réactionnel, le réactif qui s’additionne sur le substrat (l’alcène) est un électrophile.
Dans la deuxième étape du mécanisme, l’anion B
− agit à titre de nucléophile,
puisqu’il est riche en électrons. Il attaque le carbocation, un très puissant électrophile, ce
qui mène au produit ?nal stable ne contenant que des liaisons simples. Lorsque l’anion
B
− réalise son attaque, une seule èche est requise, car le carbocation ne respecte pas
l’octet (voir la ?gure 7.7).
Figure 7.7
Mécanisme général d’une
réaction d’addition polaire
La première étape du mécanisme implique deux molécules stables dont tous les
atomes respectent les règles du doublet et de l’octet. Elle mène à un intermédiaire réactionnel instable, soit le carbocation. Elle constitue donc l’étape limitante, c’est-à-dire
l’étape la plus lente. La seconde étape, au contraire, est très rapide, puisque deux espèces
chargées, hautement réactives, s’associent pour obtenir un produit neutre et stable.
Ce type de réaction regroupe les additions d’acides, les réactions d’hydratation ainsi
que les réactions d’hydroboration-oxydation.
A) Addition d’acides
Sachant qu’un acide de Brønsted-Lowry est un donneur de H
+ , la portion A (δ
+ ) dans
un réactif de type général AOB est l’hydrogène. La portion B, pour sa part, dépend
de la nature de l’acide employé. Les acides pouvant réagir avec les alcènes dans des
réactions d’addition d’acides sont généralement les halogénures d’hydrogène et l’acide
sulfurique concentré (HOF, HOCl, HOBr, HOI, HOOSO 3 H, etc.).
La ?gure 7.8 illustre un exemple de réaction d’addition d’acides dans lequel le bromure d’hydrogène (HOBr) réagit avec l’éthène (CH 2 PCH 2 ). Dans la première étape
du mécanisme, la liaison π de l’alcène attaque l’hydrogène acide du HOBr pour former
une liaison σ (COH) avec l’un des atomes de carbone de la liaison double. Dans la
deuxième étape du mécanisme, le nucléophile Br
− , généré à la première étape, attaque
le carbocation. Le produit ?nal est un composé halogéné. Ce type particulier de réaction porte le nom d’hydrohalogénation puisque, globalement, un hydrogène et un
halogène sont additionnés respectivement sur chaque carbone de la liaison double de
l’alcène (le substrat).
Au cours d’une réaction d’addition électrophile d’acides, le solvant utilisé pour effectuer la réaction ne doit pas être nucléophile, car celui-ci pourrait concurrencer le nucléophile déjà présent
(Cl
−
, Br
−
, I
−
, etc.) et attaquer le carbocation selon le même mécanisme décrit dans la ?gure 7.8.
Le CCl 4 (tétrachlorométhane, ou tétrachlorure de carbone) est donc souvent utilisé. Toutefois,
en raison de sa grande toxicité et de ses effets néfastes sur l’environnement, il est de plus en plus
remplacé par le CHCl 3 (trichlorométhane, ou chloroforme) ou le CH 2 Cl 2 (dichlorométhane, ou
chlorure de méthylène).
Dans ces solvants, les acides utilisés au cours de la réaction d’addition électrophile ne sont pas
dissociés.
Pour obtenir majoritairement
les produits désirés, aucune
trace d’eau ne doit être présente dans le milieu réactionnel, car l’eau est un nucléophile
qui entrerait en compétition
avec le nucléophile B
– . De
plus, en présence d’eau, l’acide le plus fort qui peut exister
est l’ion hydronium (H 3 O
+
).
Dès lors, c’est le H 3 O
+ qui
fait of?ce de réactif et non
pas l’acide fort initial (voir la
section 7.3.1.1 C, p. 290).
REMARQUE
REMARQUE
Pour une meilleure
compréhension des couleurs…
Dans le réactif qui s’additionne sur
l’alcène, l’atome A (δ
+ ), pauvre en
électrons, est en bleu, et l’atome B,
riche en électrons (δ
− ), est en rouge,
suivant les codes de couleur des
cartes de potentiel électrostatique.
284 Chapitre 7 Alcènes et alcynes
d’addition électrophile, car dans la première étape du mécanisme réactionnel, le réactif qui s’additionne sur le substrat (l’alcène) est un électrophile.
Dans la deuxième étape du mécanisme, l’anion B
− agit à titre de nucléophile,
puisqu’il est riche en électrons. Il attaque le carbocation, un très puissant électrophile, ce
qui mène au produit ?nal stable ne contenant que des liaisons simples. Lorsque l’anion
B
− réalise son attaque, une seule èche est requise, car le carbocation ne respecte pas
l’octet (voir la ?gure 7.7).
Figure 7.7
Mécanisme général d’une
réaction d’addition polaire
La première étape du mécanisme implique deux molécules stables dont tous les
atomes respectent les règles du doublet et de l’octet. Elle mène à un intermédiaire réactionnel instable, soit le carbocation. Elle constitue donc l’étape limitante, c’est-à-dire
l’étape la plus lente. La seconde étape, au contraire, est très rapide, puisque deux espèces
chargées, hautement réactives, s’associent pour obtenir un produit neutre et stable.
Ce type de réaction regroupe les additions d’acides, les réactions d’hydratation ainsi
que les réactions d’hydroboration-oxydation.
A) Addition d’acides
Sachant qu’un acide de Brønsted-Lowry est un donneur de H
+ , la portion A (δ
+ ) dans
un réactif de type général AOB est l’hydrogène. La portion B, pour sa part, dépend
de la nature de l’acide employé. Les acides pouvant réagir avec les alcènes dans des
réactions d’addition d’acides sont généralement les halogénures d’hydrogène et l’acide
sulfurique concentré (HOF, HOCl, HOBr, HOI, HOOSO 3 H, etc.).
La ?gure 7.8 illustre un exemple de réaction d’addition d’acides dans lequel le bromure d’hydrogène (HOBr) réagit avec l’éthène (CH 2 PCH 2 ). Dans la première étape
du mécanisme, la liaison π de l’alcène attaque l’hydrogène acide du HOBr pour former
une liaison σ (COH) avec l’un des atomes de carbone de la liaison double. Dans la
deuxième étape du mécanisme, le nucléophile Br
− , généré à la première étape, attaque
le carbocation. Le produit ?nal est un composé halogéné. Ce type particulier de réaction porte le nom d’hydrohalogénation puisque, globalement, un hydrogène et un
halogène sont additionnés respectivement sur chaque carbone de la liaison double de
l’alcène (le substrat).
Au cours d’une réaction d’addition électrophile d’acides, le solvant utilisé pour effectuer la réaction ne doit pas être nucléophile, car celui-ci pourrait concurrencer le nucléophile déjà présent
(Cl
−
, Br
−
, I
−
, etc.) et attaquer le carbocation selon le même mécanisme décrit dans la ?gure 7.8.
Le CCl 4 (tétrachlorométhane, ou tétrachlorure de carbone) est donc souvent utilisé. Toutefois,
en raison de sa grande toxicité et de ses effets néfastes sur l’environnement, il est de plus en plus
remplacé par le CHCl 3 (trichlorométhane, ou chloroforme) ou le CH 2 Cl 2 (dichlorométhane, ou
chlorure de méthylène).
Dans ces solvants, les acides utilisés au cours de la réaction d’addition électrophile ne sont pas
dissociés.
Pour obtenir majoritairement
les produits désirés, aucune
trace d’eau ne doit être présente dans le milieu réactionnel, car l’eau est un nucléophile
qui entrerait en compétition
avec le nucléophile B
– . De
plus, en présence d’eau, l’acide le plus fort qui peut exister
est l’ion hydronium (H 3 O
+
).
Dès lors, c’est le H 3 O
+ qui
fait of?ce de réactif et non
pas l’acide fort initial (voir la
section 7.3.1.1 C, p. 290).
REMARQUE
REMARQUE
Pour une meilleure
compréhension des couleurs…
Dans le réactif qui s’additionne sur
l’alcène, l’atome A (δ
+ ), pauvre en
électrons, est en bleu, et l’atome B,
riche en électrons (δ
− ), est en rouge,
suivant les codes de couleur des
cartes de potentiel électrostatique.
284 Chapitre 7 Alcènes et alcynes