Les halogénures d'alkyle

Les halogénures d'alkyle sont des composés d'hydrocarbure dans lesquels au moins un atome d'hydrogène a été remplacé par un atome d'halogène (iode, brome, chlore ou fluor). L'incorporation d'atomes d'halogène dans un hydrocarbure modifie les propriétés physiques des composés en influençant leur taille, leur électronégativité, la longueur et la force des liaisons.

Les halogénures d'alkyle sont des substrats idéaux pour les réactions qui nécessitent un bon groupe partant. La réactivité élevée des halogénures d'alkyle peut s'expliquer par la nature de la liaison C-X. Les différences d'électronégativité entre les atomes de carbone et d'halogène créent une liaison hautement polarisée, ce qui donne un carbone légèrement électropositif et un halogène légèrement électronégatif. Ce carbone déficient en électrons devient un emplacement de choix pour une attaque nucléophile. Les halogénures d'alkyle deviennent ainsi d'excellents substrats pour une substitution nucléophile et les réactions d'élimination.

Les halogénures d'alkyle sont classés en fonction de la connectivité de l'atome de carbone qui porte l'atome d'halogène :

Primaire : le carbone fixé à l'halogène n'est fixé qu'à un autre groupe alkyle.

Secondaire : le carbone fixé à l'halogène est fixé à deux autres groupes alkyles.

Tertiaire : le carbone fixé à l'halogène est fixé à trois autres groupes alkyle.

En général, à cause de l'effet stérique des trois groupes alkyle entourant l'halogène dans les halogénures d'alkyle tertiaires, ces derniers sont beaucoup moins réactifs que les autres classes et peuvent seulement participer aux réactions d'élimination. La tendance générale de la réactivité dans les classes d'halogénures d'alkyle est la suivante : primaire > secondaire > tertiaire. Cependant, cette tendance de réactivité des halogénures d'alkyle est inversée si la vitesse d'une réaction spécifique (par exemple, la réaction SN1) est déterminée par la formation du carbocation le plus stable. Dans ces situations, les halogénures d'alkyle tertiaires sont largement plébiscités, car ils formeraient l'intermédiaire réactif le plus stable.

D'autres facteurs, comme la liaison C-X qu'il faut briser, contribuent également à la réactivité des halogénures d'alkyle et à la probabilité qu'une réaction se produise ou non.

Lorsqu'on choisit le meilleur halogénure de départ pour une réaction, on doit également tenir compte de la force de la liaison C-X que l'on essaie de briser. Les liaisons C-F sont si fortes que les fluoroalcanes ne réagissent que très rarement et ne constituent donc pas de bons produits de départ. La force de la liaison C-X diminue lorsqu'on descend dans le tableau périodique, ce qui signifie que l'iodure, dont la liaison est faible, est le groupe partant le mieux disposé, suivi de près par le bromure.

Figure 1 : tendance de la force de liaison C-X