Oxychloration

En chimie organique, l'oxychloration est un processus de création de liaisons C-Cl. Contrairement à l'utilisation directe de Cl₂, l'oxychloration utilise du chlorure d'hydrogène en combinaison avec de l'oxygène. Ce procédé est intéressant industriellement car le chlorure d'hydrogène est moins cher que le chlore.

Mécanisme

La réaction est généralement initiée par le chlorure de cuivre(II) (CuCl₂), qui est le catalyseur le plus courant dans la production de 1,2-dichloroéthane. Dans certains cas, CuCl₂ est supporté sur silice en présence de KCl, LaCl₃ ou AlCl₃ comme co-catalyseurs. Outre la silice, divers supports ont également été utilisés, y compris divers types d'alumine, de terre de diatomée ou de pierre ponce. Cette réaction étant hautement exothermique (238 kJ / mol), la température est surveillée, afin de se prémunir contre la dégradation thermique du catalyseur. La réaction est la suivante :

CH₂=CH₂ + 2 CuCl₂ → 2 CuCl + ClH₂C-CH₂Cl

Le chlorure de cuivre(II) est régénéré par des réactions séquentielles du chlorure cuivreux avec l'oxygène puis le chlorure d'hydrogène :

½ O₂ + 2 CuCl → CuOCuCl₂

2 HCl + CuOCuCl₂ → 2 CuCl₂ + H₂O

Applications

Le substrat le plus courant pour cette réaction est l'éthylène :

CH₂=CH ₂ + 2 HCl + ½ O₂ → ClCH₂CH₂Cl + H₂O

L'oxychloration est d'une importance particulière dans la fabrication du 1,2-dichloroéthane qui est ensuite converti en chlorure de vinyle. Comme on peut le voir dans la réaction suivante, le 1,2-dichloroéthane est dissocié :

ClCH₂CH₂Cl → CH₂=CHCl + HCl

2 HCl + CH₂=CH₂ + ½ O ₂ → ClCH₂CH₂Cl + H₂O

Le HCl issu de ce procédé de craquage est recyclé par oxychloration. Le fait que la réaction soit auto-alimentée est l'une des raisons pour lesquelles l'industrie utilise l'oxychloration au lieu de la chloration directe.