Le schéma réactionnel pour la synthèse du chlorure de tert-butyle à partir de l'alcool tert-butylique en utilisant CaCl2 peut être représenté comme suit :
(CH3)3COH (alcool tert-butylique) + HCl (acide chlorhydrique) -> (CH3)3CCl (chlorure de tert-butyle) + H2O (eau)
Dans cette réaction, l'alcool tert-butylique réagit avec l'acide chlorhydrique pour former du chlorure de tert-butyle et de l'eau. Cependant, la présence d’eau peut inverser la réaction, conduisant à la formation d’alcool tert-butylique et d’acide chlorhydrique.
C’est là qu’intervient le chlorure de calcium anhydre. Il agit comme un déshydratant, c’est-à-dire qu’il absorbe les molécules d’eau du mélange réactionnel. En éliminant l'eau, il déplace l'équilibre vers la formation de chlorure de tert-butyle et empêche la réaction inverse de se produire.
Le chlorure de calcium anhydre a une forte affinité pour l'eau en raison de sa nature hygroscopique. Les molécules d’eau présentes dans le mélange réactionnel sont attirées vers la surface des particules de chlorure de calcium et s’y fixent. Cela réduit efficacement la teneur en eau dans le mélange réactionnel, favorisant ainsi un déroulement plus efficace de la réaction souhaitée.
De plus, le chlorure de calcium anhydre sert d’acide de Lewis doux, ce qui peut faciliter la protonation de l’oxygène de l’alcool dans l’alcool tert-butylique. Cette protonation améliore la réactivité de l'alcool envers la réaction de substitution nucléophile avec l'ion chlorure de l'acide chlorhydrique, conduisant finalement à la formation de chlorure de tert-butyle.
En résumé, le chlorure de calcium anhydre agit comme agent déshydratant dans la synthèse du chlorure de tert-butyle à partir de l'alcool tert-butylique. Il élimine l'eau du mélange réactionnel, entraînant l'équilibre vers la formation de chlorure de tert-butyle et empêchant la réaction inverse. Sa nature hygroscopique et sa douce acidité de Lewis contribuent à son efficacité dans ce procédé de synthèse.
