Ainsi, les ions halogénure (I
− , Br
− et Cl
−
) des composés halogénés sont de très bons
groupes partants, car ils constituent des bases faibles, puisque leurs acides conjugués
(HI, HBr et HCl) sont tous des acides forts. L’ion iodure est le meilleur groupe partant,
car le pK a de son acide conjugué HI est égal à −5,2, ce qui le situe parmi les acides les
plus forts. Les pK a des acides conjugués HBr, HCl et HF sont respective ment −4,7, −2,2
et 3,2. Par conséquent, la réactivité des composés halogénés augmente de la liaison
COF à la liaison COI, comme cela est démontré dans le tableau 9.4.
Tableau 9.4 Réactivité relative de différents composés halogénés
avec l’ion hydroxyde au cours d’une réaction
de substitution nucléophile
Nature de X
− (groupe partant)
Vitesse relative
F
−
1
Cl
−
200
Br
−
10 000
I
−
30 000
Exercice 9.2 Les groupements fonctionnels alcool et éther libèrent-ils de bons
groupes partants ? Expliquez votre réponse.
Les composés halogénés ont la particularité de réagir selon deux types principaux de
réactions chimiques entraînant le bris de la liaison COX, soit la substitution nucléophile
et l’élimination (voir la ?gure 9.3, p. 385). Chacune d’elles sera étudiée en détail dans les
sections à venir. Plusieurs facteurs (structures du nucléophile et du composé halogéné,
nature du solvant et température du milieu réactionnel) seront analysés an de prédire
la réaction favorisée, le mécanisme réactionnel ainsi que les produits attendus.
Dans ce chapitre, les composés uorés ne seront pas traités, car ils possèdent une réactivité nettement plus faible que celle des composés chlorés, bromés et iodés. Leurs
réactions sont particulières, souvent différentes de celles observées pour les autres
compo sés halogénés.
9.4 Substitution nucléophile (S N )
Les réactions de substitution nucléophile (S N ) impliquent qu’un atome ou un groupe
d’atomes remplace sur le substrat un autre atome ou groupe d’atomes. Le réactif qui
attaque le substrat (le composé halogéné) est plus précisément un nucléophile. La
gure 9.4 présente un exemple typique de réaction de substitution nucléophile dans
lequel un ion hydroxyde (OH
− ), le nucléophile, réagit avec un composé halogéné, soit
le bromoéthane. Au cours de cette réaction, un ion bromure (Br
−
) est formé à la suite
de la rupture de la liaison covalente COBr. Une molécule d’éthanol est alors produite.
La liaison covalente C OO formée est le résultat du partage d’un doublet d’électrons
libre appartenant au nucléophile avec le carbone électrophile du composé halogéné.
Pour une meilleure
compréhension des couleurs…
Le carbone électrophile du substrat
est bleu et l’atome ou le groupe
d’atomes qui sera expulsé est
rouge. Le nucléophile noir est mis
en évidence par l’ajout d’un encadré
jaune dans les réactions de substitution nucléophile.
Puisque l’ion sodium (Na
+
)
est un ion spectateur et qu’il
n’intervient pas dans la réaction, il est généralement omis
dans l’équation chimique. Il est
toutefois représenté ici pour
démontrer que les composés
halogénés génèrent bel et bien
des sels au cours d’une réaction chimique (voir l’étymologie du terme « halogéné » dans
l’introduction de ce chapitre).
REMARQUE
Figure 9.4 Réaction globale d’une substitution nucléophile entre le bromoéthane et l’ion hydroxyde
9.4 Substitution nucléophile (S N )
387
− , Br
− et Cl
−
) des composés halogénés sont de très bons
groupes partants, car ils constituent des bases faibles, puisque leurs acides conjugués
(HI, HBr et HCl) sont tous des acides forts. L’ion iodure est le meilleur groupe partant,
car le pK a de son acide conjugué HI est égal à −5,2, ce qui le situe parmi les acides les
plus forts. Les pK a des acides conjugués HBr, HCl et HF sont respective ment −4,7, −2,2
et 3,2. Par conséquent, la réactivité des composés halogénés augmente de la liaison
COF à la liaison COI, comme cela est démontré dans le tableau 9.4.
Tableau 9.4 Réactivité relative de différents composés halogénés
avec l’ion hydroxyde au cours d’une réaction
de substitution nucléophile
Nature de X
− (groupe partant)
Vitesse relative
F
−
1
Cl
−
200
Br
−
10 000
I
−
30 000
Exercice 9.2 Les groupements fonctionnels alcool et éther libèrent-ils de bons
groupes partants ? Expliquez votre réponse.
Les composés halogénés ont la particularité de réagir selon deux types principaux de
réactions chimiques entraînant le bris de la liaison COX, soit la substitution nucléophile
et l’élimination (voir la ?gure 9.3, p. 385). Chacune d’elles sera étudiée en détail dans les
sections à venir. Plusieurs facteurs (structures du nucléophile et du composé halogéné,
nature du solvant et température du milieu réactionnel) seront analysés an de prédire
la réaction favorisée, le mécanisme réactionnel ainsi que les produits attendus.
Dans ce chapitre, les composés uorés ne seront pas traités, car ils possèdent une réactivité nettement plus faible que celle des composés chlorés, bromés et iodés. Leurs
réactions sont particulières, souvent différentes de celles observées pour les autres
compo sés halogénés.
9.4 Substitution nucléophile (S N )
Les réactions de substitution nucléophile (S N ) impliquent qu’un atome ou un groupe
d’atomes remplace sur le substrat un autre atome ou groupe d’atomes. Le réactif qui
attaque le substrat (le composé halogéné) est plus précisément un nucléophile. La
gure 9.4 présente un exemple typique de réaction de substitution nucléophile dans
lequel un ion hydroxyde (OH
− ), le nucléophile, réagit avec un composé halogéné, soit
le bromoéthane. Au cours de cette réaction, un ion bromure (Br
−
) est formé à la suite
de la rupture de la liaison covalente COBr. Une molécule d’éthanol est alors produite.
La liaison covalente C OO formée est le résultat du partage d’un doublet d’électrons
libre appartenant au nucléophile avec le carbone électrophile du composé halogéné.
Pour une meilleure
compréhension des couleurs…
Le carbone électrophile du substrat
est bleu et l’atome ou le groupe
d’atomes qui sera expulsé est
rouge. Le nucléophile noir est mis
en évidence par l’ajout d’un encadré
jaune dans les réactions de substitution nucléophile.
Puisque l’ion sodium (Na
+
)
est un ion spectateur et qu’il
n’intervient pas dans la réaction, il est généralement omis
dans l’équation chimique. Il est
toutefois représenté ici pour
démontrer que les composés
halogénés génèrent bel et bien
des sels au cours d’une réaction chimique (voir l’étymologie du terme « halogéné » dans
l’introduction de ce chapitre).
REMARQUE
Figure 9.4 Réaction globale d’une substitution nucléophile entre le bromoéthane et l’ion hydroxyde
9.4 Substitution nucléophile (S N )
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