La substitution nucléophile se déroule généralement à basse température. Elle peut
être réalisée à partir d’un nucléophile fort ou faible. La substitution nucléophile des
composés halogénés se solde toujours par l’expulsion d’un ion halogénure (X
− ) chargé
négativement. Seule la charge du produit organique diffère. En effet, un nucléophile fort
donne un produit électriquement neutre (voir la réaction globale du tableau 9.5 ), alors
qu’un nucléophile faible donne un produit chargé positivement qui subit, par la suite,
une déprotonation (voir la réaction globale du tableau 9.6 ). La seule exception à cette
règle est la fonction amine (NH 3 , RNH 2 ou R 2 NH) qui est un nucléophile relativement
fort, mais qui présente une réaction globale similaire à celle des nucléophiles faibles.
Tableau 9.5
Réactions de substitution nucléophile avec des
composés halogénés et des nucléophiles forts
Nucléophile
fort
Produit
organique
Groupement
fonctionnel synthétisé
HOO
–
ROOOH
Alcool
ROO
–
ROOOR
Éther
HOS
–
ROSOH
Thiol
ROS
–
ROSOR
Thioéther
NqC
–
ROCqN
Nitrile
ROCqC
–
ROCqCOR
Alcyne
X
–
ROX
Composé halogéné
Exemple 9.1
Complétez la réaction suivante de substitution nucléophile.
Solution
Le sel d’alcyne est un nucléophile fort qui réagira sur le carbone électrophile du
1-bromopropane. Pour sa part, l’ion bromure est un bon groupe partant, car son acide
conjugué est un acide fort (HBr).
Puisque l’ion halogénure (X
− ) est également un nucléophile (possédant des doublets
d’électrons libres), il peut attaquer à son tour le produit R ONu (voir le tableau 9.5) ou
RONu
+ OH (voir le tableau 9.6), sur le carbone de la liaison CONu, pour reformer
le composé halogéné de départ ROX. Ainsi, la réaction de substitution nucléophile
est réversible. En fait, l’équilibre dépend de la force du nucléophile et de celle de l’ion
halogénure X
− . Pour déplacer l’équilibre vers la droite et favoriser la réaction directe,
le nucléophile choisi doit être plus fort que l’ion halogénure généré. De plus, selon le
principe de Le Châtelier, un large excès du réactif peut être employé. Finalement, il est
possible de trapper (retirer du milieu réactionnel) l’un ou l’autre des produits au fur
et à mesure de sa formation.
388 Chapitre 9 Composés halogénés
être réalisée à partir d’un nucléophile fort ou faible. La substitution nucléophile des
composés halogénés se solde toujours par l’expulsion d’un ion halogénure (X
− ) chargé
négativement. Seule la charge du produit organique diffère. En effet, un nucléophile fort
donne un produit électriquement neutre (voir la réaction globale du tableau 9.5 ), alors
qu’un nucléophile faible donne un produit chargé positivement qui subit, par la suite,
une déprotonation (voir la réaction globale du tableau 9.6 ). La seule exception à cette
règle est la fonction amine (NH 3 , RNH 2 ou R 2 NH) qui est un nucléophile relativement
fort, mais qui présente une réaction globale similaire à celle des nucléophiles faibles.
Tableau 9.5
Réactions de substitution nucléophile avec des
composés halogénés et des nucléophiles forts
Nucléophile
fort
Produit
organique
Groupement
fonctionnel synthétisé
HOO
–
ROOOH
Alcool
ROO
–
ROOOR
Éther
HOS
–
ROSOH
Thiol
ROS
–
ROSOR
Thioéther
NqC
–
ROCqN
Nitrile
ROCqC
–
ROCqCOR
Alcyne
X
–
ROX
Composé halogéné
Exemple 9.1
Complétez la réaction suivante de substitution nucléophile.
Solution
Le sel d’alcyne est un nucléophile fort qui réagira sur le carbone électrophile du
1-bromopropane. Pour sa part, l’ion bromure est un bon groupe partant, car son acide
conjugué est un acide fort (HBr).
Puisque l’ion halogénure (X
− ) est également un nucléophile (possédant des doublets
d’électrons libres), il peut attaquer à son tour le produit R ONu (voir le tableau 9.5) ou
RONu
+ OH (voir le tableau 9.6), sur le carbone de la liaison CONu, pour reformer
le composé halogéné de départ ROX. Ainsi, la réaction de substitution nucléophile
est réversible. En fait, l’équilibre dépend de la force du nucléophile et de celle de l’ion
halogénure X
− . Pour déplacer l’équilibre vers la droite et favoriser la réaction directe,
le nucléophile choisi doit être plus fort que l’ion halogénure généré. De plus, selon le
principe de Le Châtelier, un large excès du réactif peut être employé. Finalement, il est
possible de trapper (retirer du milieu réactionnel) l’un ou l’autre des produits au fur
et à mesure de sa formation.
388 Chapitre 9 Composés halogénés