Cette réaction est devenue de moins en moins utilisée du fait de la restriction de l'usage du tétrachlorure de carbone du fait du protocole de Montréal. De plus cette réaction produit des éléments halogénés toxiques et coproduit des composés organophosphorés qui doivent être séparés du produit voulu[4]. Le réactif phosphoré peut aussi être utilisé en quantité catalytique[5],[6]. Le bromure d'alkyle correspondant peut aussi être synthétisé par addition du bromure de lithium comme source d'ions bromures.
Schéma catlytique de la réaction d'Appel
Mécanisme
Le mécanisme de la réaction d'Appel est ici illustré par la transformation du géraniol du chlorure de géranyle[7]. La réaction débute par la formation de sel de phosphonium (3). La déprotonation de l'alcool, formant le chloroforme, produit un alcoolate (5). La suite de la réaction est la substitution nucléophile du chlorure porté par le sel de phosphonium sur l'alcoolate pour former le chlorure d'alkyle final (8). Dans le cas d'un alcool primaire ou secondaire, cette réaction se fait en une seule étape par un mécanisme de type SN2. Dans le cas d'un alcool tertiaire, la réaction se fait par un mécanisme de type SN1, donc en deux étapes, la première produisant un intermédiaire organophosphine (7) et un ion chlorure (6).
The mechanism of the Appel reaction
La principale force derrière cette réaction et d'autres similaires est la formation d'une liaison double forte P=O[8]. La réaction est quelque peu similaire à la réaction de Mitsunobu, où la combinaison d'une organophosphine comme accepteur d'oxo, d'un composé diazo comme accepteur d'hydrogène, et d'un nucléophile est utilisée pour convertir un alcool en ester[9].
↑Rolf Appel, « Tertiary Phosphane/Tetrachloromethane, a Versatile Reagent for Chlorination, Dehydration, and P-N Linkage », Angewandte Chemie International Edition in English, vol. 14, no 12, , p. 801–811 (DOI10.1002/anie.197508011)
↑Ross Denton, Jie An, Beatrice Adeniran, Alexander Blake, William Lewis et Andrew Poulton, « Catalytic Phosphorus(V)-Mediated Nucleophilic Substitution Reactions: Development of a Catalytic Appel Reaction », Journal of Organic Chemistry, (DOI10.1021/jo201085r)
↑Henri A. van Kalkeren, Stefan H. A. M. Leenders, C. (Rianne) A. Hommersom, Floris P. J. T. Rutjes et Floris L. van Delft, « In Situ Phosphine Oxide Reduction: A Catalytic Appel Reaction », Chemistry - A European Journal, (DOI10.1002/chem.201101563)
↑Helmut Vorbrüggen et Krolikiewicz, Konrad, « A simple synthesis of Δ2-oxazines, Δ2-oxazines, Δ2-thiazolines and 2-substituted benzoxazoles », Tetrahedron, vol. 49, no 41, , p. 9353–9372 (DOI10.1016/0040-4020(93)80021-K, lire en ligne)