Milieu réactionnel
Un milieu rĂ©actionnel ou milieu de rĂ©action est le milieu dans lequel a lieu une ou plusieurs rĂ©actions chimiques. Ces rĂ©actions peuvent ĂȘtre par exemple des rĂ©actions organiques, des rĂ©actions de polymĂ©risation ou des rĂ©actions enzymatiques. Le milieu rĂ©actionnel est formĂ© d'au moins un solvant, d'au moins un rĂ©actif et Ă©ventuellement d'un catalyseur. Une modification de l'une de ces trois familles de composĂ©s peut avoir une grande consĂ©quence sur la nature des produits de rĂ©action.
Exemples
[modifier | modifier le code]Les solvants organiques sont les solvants les plus utilisés comme base pour les milieux réactionnels mais ce type de milieu présente plusieurs limitations :
- toxicité ;
- coût ;
- tempĂ©rature de rĂ©action basse du fait de leur tempĂ©rature dâĂ©bullition relativement basse ;
- diminution de la réactivité des systÚmes réactionnels par effet de dilution.
Ces limitations poussent les chimistes à travailler sans solvants ou à leur substituer d'autres types de solvants comme :
- l'eau ou les solutions aqueuses d'acide ou de base ;
- les fluides supercritiques comme le dioxyde de carbone supercritique ;
- les liquides ioniques.
Classification
[modifier | modifier le code]Selon leur origine, les milieux rĂ©actionnels peuvent ĂȘtre synthĂ©tiques ou naturels.
Selon leur composition, les milieux rĂ©actionnels peuvent ĂȘtre organiques ou inorganiques (dioxyde de carbone, eau).
Selon leur état physique, les milieux réactionnels peuvent se présenter à la température de réaction à l'état solide, liquide ou gazeux.
Selon leur nombre de phase, les milieux rĂ©actionnels peuvent ĂȘtre :
- homogÚne : comportent une seule phase (liquide : solution, mélange de liquides miscibles ou gazeuse) ;
- hĂ©tĂ©rogĂšne : comportent au moins deux phases : rĂ©action en milieu dispersé : cela regroupe plusieurs procĂ©dĂ©s dans lesquels le milieu rĂ©actionnel est compartimentĂ©. Les principaux procĂ©dĂ©s sont l'Ă©mulsion et la suspension, qui peuvent ĂȘtre directes ou inverses, macro ou micro.
Choix
[modifier | modifier le code]Le choix d'un milieu rĂ©actionnel peut ĂȘtre, entre autres, basĂ©e sur :
- le coût ;
- la toxicité ;
- les interactions solvant â rĂ©actifs : polaritĂ© et proticitĂ©, par exemple :
- les solvants protiques polaires favorisent les mécanismes SN1 par rapport au SN2 ;
- les solvants aprotiques polaires favorisent les mĂ©canismes SN2 par rapport au SN1 et favorisent la substitution par rapport Ă lâĂ©limination ;
- les tempĂ©ratures de stabilitĂ© chimique, dâĂ©bullition ;
- la facilitĂ© de l'Ă©limination du solvant aprĂšs synthĂšse : un point dâĂ©bullition faible permet une Ă©limination facile du solvant ;
- la viscosité ;
- le pH.
Milieu réactionnel solide
[modifier | modifier le code]- Les avantages :
- économique ;
- purification facile (pas de solvant Ă extraire aprĂšs la synthĂšse)Â ;
- un taux de conversion élevé grùce à la concentration élevée des réactifs ;
- respect de lâenvironnement (absence du solvant).
- Les limites :
- les rĂ©actifs doivent ĂȘtre rigoureusement mĂ©langĂ©s pour donner un milieu homogĂšne ;
- la viscosité est élevée ;
- ne convient pas aux réactions chimiques assistées par solvant.
- Exemple :
La condensation de Knoevenagel de cĂ©tones avec du malononitrile en proportion de 1 pour 1 en prĂ©sence dâacĂ©tate d'ammonium, rĂ©action ayant lieu sous micro-onde.