18.5: Substitution aromatique électrophile : chloration et bromation du benzène

La chloration et la bromation sont des classes importantes de substitutions aromatiques électrophiles, dans lesquelles le benzène réagit avec le chlore ou le brome en présence d'un catalyseur acide de Lewis pour donner des produits de substitution halogénés. Un acide de Lewis tel que le chlorure d'aluminium ou le chlorure ferrique catalyse la chloration, et le bromure ferrique catalyse les réactions de bromation. Lors de la bromation des alcènes, le brome se polarise et devient électrophile. Cependant, lors de la bromation du benzène, la molécule de brome réagit avec le bromure ferrique en cédant une paire d'électrons à l'acide de Lewis, ce qui crée une liaison Br-Br plus polaire et forme un électrophile plus réactif.

Le benzène attaque cet électrophile pour générer l’ion arénium, qui est stabilisé par résonance.

Un transfert de protons depuis l'ion arénium forme du bromobenzène, rétablissant ainsi l'aromaticité et régénérant le catalyseur.

Le mécanisme de chloration du benzène se déroule de la même manière que la bromation du benzène.

La chloration et la bromation sont des classes importantes de substitutions aromatiques électrophiles, où le benzène réagit avec le chlore ou le brome pour former des produits de substitution halogénés.

Ces réactions sont catalysées par des acides de Lewis comme le chlorure d’aluminium ou le chlorure ferrique pour la chloration et le bromure ferrique pour la bromation.

Rappelons que, lors de la bromation des alcènes, le brome se polarise et devient électrophile. Cependant, la bromation du benzène nécessite un électrophile beaucoup plus fort - le catalyseur acide de Lewis facilite cela.

Le mécanisme de la bromation commence par une réaction acide-base de Lewis, dans laquelle le brome réagit avec le bromure ferrique pour former un complexe, qui est suffisamment électrophile pour réagir avec le benzène.

Ensuite, l’électrophile réagit avec les électrons π du benzène, formant l’ion arénium, qui est stabilisé par résonance.

Enfin, la déprotonation de l’ion arénium forme du bromobenzène, restaurant l’aromaticité et régénérant le catalyseur.

La chloration du benzène en présence de chlorure ferrique suit un mécanisme similaire.