Lewis acid

Acide de Lewis : définition

Accepteur de doublet électronique — possède une lacune électronique / orbitale vide.

Base de Lewis : définition

Donneur de doublet électronique (doublet libre ou liaison π).

Rôle général d'un acide de Lewis en synthèse

Rendre un électrophile plus électrophile : soit polariser une liaison, soit transformer un mauvais nucléofuge en bon nucléofuge. Ne fait pas partie du produit final.

AlCl₃

Acide de Lewis fort. Chloration du benzène (Cl₂), Friedel-Crafts alkylation (R–Cl) et acylation (RCOCl). Aussi réduction de Meerwein-Ponndorf-Verley.

AlBr₃

Même rôle que AlCl₃, avec Br₂ : bromation et Friedel-Crafts.

FeCl₃

Chloration aromatique avec Cl₂ (le plus courant) + Friedel-Crafts.

FeBr₃

Bromation aromatique avec Br₂ (le classique) + Friedel-Crafts.

Exception catalytique de Friedel-Crafts

En acylation, la cétone formée complexe AlCl₃ → il faut plus d'un équivalent (pas vraiment catalytique).

Pourquoi le benzène a-t-il besoin d'un acide de Lewis pour l'halogénation ?

Le benzène est trop peu nucléophile pour réagir avec Br₂ ou Cl₂ seuls : il faut d'abord rendre l'halogène nettement plus électrophile.

Échelle de réactivité des halogènes en SEAr

F₂ trop réactif (explosif) ; Cl₂ avec FeCl₃/AlCl₃ ; Br₂ avec FeBr₃/AlBr₃ ; I₂ thermodynamiquement défavorable (endothermique, ≈ 50 kJ/mol).

BF₃ (et BF₃·OEt₂)

Acide de Lewis fort — bore à 6 électrons. Se coordonne à l'oxygène d'un carbonyle et l'active vers l'attaque nucléophile ; formation de thioacétals à partir de cétones + thiols.

BH₃

Lacune électronique du bore → explique l'hydroboration des alcènes (addition anti-Markovnikov, syn).

ZnCl₂

Acide de Lewis plus doux. Test de Lucas (alcools + HCl).

Ag⁺ / Ag₂O

Acide de Lewis qui arrache l'iodure de CH₃I → active le nucléofuge. Utilisé pour la méthylation des oses.

Comment reconnaître un acide de Lewis ?

Métal ou métalloïde avec octet incomplet ou orbitales d vides : Al, B, Fe, Zn, Ag, Ti, Sn… ou tout cation métallique.