Aspects physicochimiques de la catalyse par transfert de phase. II. Le couplage neutralisation-extraction

Laboratoire de Cinétique Chimique Université Catholique de Louvain, Place L. Pasteur, 1, B 1348 Louvain-la-Neuve, Belgique.

Résumé

Etude théorique et expérimentale du couplage de la neutralisation d’un substrat XH en phase aqueuse et de l’extraction en phase organique de l’anion X^— grâce à un agent de transfert QY :

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Le modèle théorique prévoit que l’efficacité du couplage dépend de la lipophilie du couple Q⁺ X^— et de la différence de lipophilie des anions X^— et Y^— ; l’importance de ce dernier facteur croît lorsque l’acidité de substrat décroît.

L’expérience confirme l’intérêt du couplage neutralisation-extraction pour la formation d’ions amidures et de carbanions en phase organique à partir de substrats de pK compris entre 14 et 20. Les résultats sont interprétés en termes d’énergie de transfert des anions.

Abstract

The neutralisation-extraction coupling is an important problem in phase transfer catalysis.

The theoretical study presented considers a weak acid, XH, distributed in two phases, S/W; the anion X- formed in aqueous phase is then transferred in organic phase, with the help of an extraction agent Q⁺Y^— (Q⁺ = R₄N+) :

[math]

The efficiency increase of the neutralisation-extraction coupling with the lipophilicity of Q⁺X^— is evaluated; nevertheless, the difference in lipophilicity between the anions, X^—, Y^—, is also important and may be determinant with very weak acids.

The experimental study considers the formation in organic phase of anions (amidures, carbanions) from weak acid (pK = 14 → 20) ; the neutralisation-extraction coupling efficiency is demonstrated by the fact that the half-neutralisation can be achieved at a value of H_– 2 to 3 units less than the pK of the substract. The interpretation of the results is presented in terms of transfer energy of the anionic species.