Halogénure d'aryle

L'halogénure d'aryle : signification

Avant de parler des halogénures d'aryle, également connus sous le nom d'halogénoarènes, parlons des arènes.

Le benzène constitue donc la base de tous les arènes. Le benzène est un hydrocarbure cyclique de 6 atomes de carbone, avec une alternance de doubles et de simples liaisons entre les atomes de carbone.

La structure peut également être dessinée sous la forme d'un hexagone avec un cercle à l'intérieur pour représenter l'alternance des doubles liaisons. La formule développée du benzène est _C6H6.

Le benzène joue un rôle très important dans la fabrication industrielle. Il est utilisé pour synthétiser des produits chimiques qui permettent de fabriquer des colorants, des résines, des plastiques, des fibres synthétiques, du caoutchouc, des détergents. Il est également utilisé dans la fabrication de médicaments et de pesticides.

Maintenant que tu sais ce que sont les arènes, tu peux sans doute deviner ce que sont les halogénoarènes.

Halogénure d'aryle : Structure et formule

La formule générale de l'halogénure d'aryle est _C6H5X, où X est un atome d'halogène.

Fig. 2 : Formule générale des halogénures d'aryle | StudySmarter Originals

Halogénure d'aryle : Exemple

Par exemple, la formule structurelle du chlorure d'aryle est _C6H5Cl. Un autre nom pour le chlorure d'aryle est chlorobenzène. Les noms des autres halogénures d'aryle sont similaires.

De gauche à droite : fluorure d'aryle, chlorure d'aryle, bromure d'aryle et iodure d'aryle | StudySmarter Originals

Halogénure d'aryle : groupes fonctionnels

Comment les halogénoarènes sont-ils formés ?

Les halogénures d'aryle sont le plus souvent préparés à l'aide de ces deux méthodes -

• Halogénation
• Réaction de Sandmeyer

Examinons-les en détail.

Halogénation

C'est la méthode la plus simple et la plus ancienne pour synthétiser les halogénures d'aryle. Dans ce procédé, le benzène réagit avec un gaz halogène en présence du sel d'aluminium de l'halogène. L'halogène se substitue à un atome d'hydrogène sur le cycle benzénique.

Fig. 3 : Synthèse du chlorure d'aryle par halogénation | StudySmarter Originals

Réaction de Sandmeyer

La réaction de Sandmeyer est utilisée pour synthétiser les halogénoarènes à partir de sels de diazonium. On fait réagir un sel de diazonium avec un sel de cuivre ou un sel de potassium pour obtenir l'halogénure d'aryle avec l'halogène requis.

La première étape consiste à former un sel de diazonium en faisant réagir l'aniline avec de l'acide nitreux à basse température.

Fig. 4 : Formation du chlorure de benzènediazonium par la réaction de l'aniline avec l'acide nitreux | StudySmarter Originals

On fait maintenant réagir le sel de diazonium avec du chlorure de cuivre (I), du bromure de cuivre (I) ou de l'iodure de potassium. Le sel de cuivre ou de potassium est choisi en fonction de l'halogénure d'aryle à fabriquer. Cette réaction libère de l'azote gazeux comme sous-produit.

Réactions des halogénures d'aryle

Voyons quelques réactions typiques des halogénures d'aryle.

Réaction de Grignard

Lorsqu'ils réagissent avec du magnésium en présence d'éther, les halogénoarènes forment des réactifs de Grignard.

Fig. 6 : Réaction de Grignard des halogénures d'aryle | StudySmarter Originals

Dans l'exemple ci-dessus, le réactif de Grignard formé est le bromure de phénylmagnésium.

Réaction de substitution

En termes de réactions de substitution nucléophile, les halogénures d'aryle sont plutôt peu réactifs. Les causes de cette absence de réaction sont diverses.

1. Les réactions_SN2sont empêchées par l'encombrement stérique provoqué par le cycle benzénique de l'halogénarène.
2. De plus, comme les cations phényles sont instables, les réactions_SN1ne sont pas concevables.
3. Les halogénoarènes ont une liaison carbone-halogène plus courte et donc plus forte que les halogénures d'alkyle. Dans les halogénures d'aryle, la liaison C-X est raccourcie pour deux raisons -Premièrement, la résonance fait que la liaison C-X présente certaines propriétés de double liaison.Deuxièmement, contrairement aux halogénures d'alkyle, qui ont des atomes de carbone hybridés ^sp3, les halogénures d'aryle ont des atomes de carbone hybridés ^sp2.

Réactions_SNAR

En chimie organique, les réactions_SNARsont des réactions de substitution aromatique nucléophile. Dans ces réactions, un nucléophile déplace un groupe partant (ex - un halogénure) sur un cycle aromatique. Lorsque de puissants groupes électroattracteurs(groupes désactivants) sont en ortho ou en para de l'atome de carbone lié à l'halogène dans les halogénures d'aryle, ils peuvent subir un processus de substitution nucléophile. L'atome de carbone est vulnérable à une attaque nucléophile en raison de cette configuration.

Les deux exemples suivants montrent une substitution nucléophile sur des halogénoarènes désactivés.

Fig. 7 : Substitution nucléophile sur l'o-nitroiodobenzène | Cliffs Notes

Fig. 8: Nucleophilic Substitution on 2,4,6-trinitrobromobenzene | Cliffs Notes

Addition-Elimination Reactions

Les réactions d'addition-élimination sont des réactions en deux étapes dans lesquelles la première étape est une réaction d'addition, et la deuxième étape est une élimination, ce qui donne un effet global de substitution. En général, les réactions d'élimination-addition ne se produisent pas dans les halogénures d'aryle. Cependant, une pression et une température élevées peuvent être utilisées pour entraîner des réactions de substitution dans les halogénoarènes.

Lorsque le chlorobenzène réagit avec l'hydroxyde de sodium sous haute température et pression, il subit une réaction d'addition-élimination et se transforme en phénoxyde de sodium.

Fig. 9 : Le chlorobenzène subit une réaction d'addition-élimination à haute température et pression pour former du phénoxyde de sodium | StudySmarter Originals