- Fluoration
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La fluoration est une réaction chimique qui ajoute un ou plusieurs atomes de fluor sur une molécule. Cette réaction peut être une addition pour les alcènes ou une substitution pour les alcanes ou les composés aromatiques.
Plusieurs voies de synthèse existent pour la fluoration:
- la substitution radicalaire
- la substitution nucléophile
- l'addition électrophile
Sommaire
La substitution radicalaire
La substiution radicalaire est composée de 3 étapes: initiation, propagation et terminaison. Le difluor forme facilement des radicaux: l'énergie de dissociation homolytique est de 37 kJ/mol [1]. Ceci permet une initiation facile de radicaux via activation UV ou par la chaleur. L'étape de propagation est composée de 2 parties: 1) réaction entre un radical fluore et un hydrogène de la molécule à fluorer, 2) réaction entre le radical aliphatique et une molécule de difluor. Ces 2 réactions sont fortement exothermiques dans le cas de la fluoration (respectivement -30 kJ/mol et -73 kJ/mol [1]).
- 1)
- 2)
Cette forte exothermicité rend la réaction explosive et difficile à contrôler. Pour réduire les risques, le difluor est dilué dans des gaz inertes comme le diazote ou le gaz carbonique, le substrat organique dilué dans un solvant ou la température de réaction abaissée[2]. De plus, cette forte réactivité se traduit par une faible sélectivité de la fluoration.
La substitution nucléophile
Avec oxydation
En utilisant des fluorures métalliques, tels le trifluorure de cobalt ou le difluorure d'argent, le transfert d'un fluor s'effectue de manière moins réactive. Le complexe métallique peut être régénérer après réaction avec du difluor[2].
- 1)
- 2)
Sans oxydation
Ce procédé consiste à substituer un chlore déjà présent sur la molécule par un fluor à l'aide de fluorure d'hydrogène. La réaction peut avoir lieu en phase liquide ou gazeuse avec ou sans catalyseur[2]. Pour la phase liquide, les catalyseurs les plus fréquents sont l'antimoine (III) et antimoine (V) alors qu'en phase gazeuse, les fluorures métalliques tel le fluorure d'aluminium sont utilisés.
L'addition électrophile
L'addition de fluor sur des alcènes et des alcynes se fait à l'aide de fluorure d'hydrogène. La réaction à lieu à basses températures sauf pour l'éthylène ou l'acétylène qui a lieu à 90°C[2].
Notes et références
- (en) K. Peter C. Vollhardt et Neil E. Shore, Organic chemistry, New York, W. H. Freeman & Co, octobre 1993, 2e éd., 1156 p. (ISBN 978-0716720102), p. 85
- (en) Günter Siegemund, Werner Schwertfeger, Andrew Feiring, Bruce Smart, Fred Behr, Herward Vogel, Blaine McKusick, Fluorine Compounds, Organic, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, coll. « Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry », 15 juin 2000
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