Quitter des groupes

Dans une réaction de substitution nucléophile, un nucléophile déplace un groupe fonctionnel – appelé groupe partant – au niveau de l’atome de carbone dans le substrat pour donner un produit substitué.

Un substrat avec un bon groupe de départ facilite le processus de déplacement et accélère la réaction.

Un groupe partant quitte le substrat par clivage hétérolytique, emportant les électrons pour former une base faible relativement stable sous la forme d’un anion ou d’une molécule neutre.

Dans la réaction entre l’ion hydroxyde et l’iodométhane, le groupe partant – un halogène – sort du substrat sous la forme d’un anion iodure.

L’iodure, étant la base conjuguée d’un acide fort, est faible et stable. En raison de sa grande taille, l’ion stabilise bien la charge, et constitue donc un excellent groupe de départ avec une bonne tenue.

En gros, les stabilités relatives des halogénures peuvent être estimées à partir des valeurs pK_a de leurs acides hydrohaliques correspondants. Plus l’acide est fort, plus la base conjuguée est faible et stable, et donc, meilleur est le groupe partant.

Par conséquent, parmi les halogénures, l’iodure est le meilleur groupe de départ, suivi du bromure et du chlorure.

Le fluorure, étant la base conjuguée d’un acide faible, est l’halogénure le moins stable avec une charge négative mal stabilisée. Cela fait du fluorure un mauvais groupe de départ.

Certains groupes de départ, comme l’eau et l’alcool, sont neutres. Par exemple, dans cette réaction, l’eau sort sous forme de molécule neutre après le clivage hétérolytique du substrat protoné.

L’eau est considérée comme un bon groupe de départ car elle est la base conjuguée de l’ion hydronium.

En règle générale, les bases conjuguées d’acides avec des valeurs pK_a négatives fonctionnent comme de bons groupes partants.

Essentiellement, alors que la base conjuguée de l’acide le plus fort forme le meilleur groupe de départ, la base conjuguée de l’acide le plus faible forme le pire groupe de départ, et les autres sont des intermédiaires.