Application à la synthèse de nanographènes
Réaction de Scholl et synthèses de nanographènes

4.1 Mise en œuvre de la réaction de Scholl avec le réactif FeCl3

Comme cela a été précisé précédemment, les conditions de réaction les plus courantes et souvent les plus efficaces pour la réaction de Scholl sont l'utilisation du chlorure de fer(III) à température ambiante dans un mélange de solvants composé de CH₂Cl₂ et de CH₃NO₂ . Le dichlorométhane est utile pour solubiliser les précurseurs flexibles alors que le nitrométhane sert à solubiliser le réactif inorganique.

Le mécanisme réactionnel faisant intervenir des espèces intermédiaires carbocationiques ou radicalaires très réactives, il est important de travailler sous atmosphère inerte (argon), d'utiliser des solvants anhydres et donc de la verrerie préalablement séchée. Il est également possible que certains stabilisants du dichlorométhane, même en très faible quantité, nuisent au bon déroulement de la réaction donc l'utilisation de solvants non stabilisés ou distillés est nécessaire.

Le réactif FeCl₃ dissous dans le nitrométhane doit être lentement ajouté au mélange réactionnel, initialement constitué du substrat (le précurseur flexible) dissous dans du dichlorométhane. À cet effet, il est recommandé de procéder à l'addition goutte-à-goutte grâce à une seringue et à une aiguille plantée dans un bouchon en caoutchouc ou silicone hermétique (appelé « septum ») fermant un des cols du ballon.

Dans ces conditions, la réaction de Scholl produit du chlorure d'hydrogène (HCl) qui, lui-même, peut conduire à des réactions parasites de chloration des composés aromatiques polycycliques formés. Afin de réduire ces risques et donc d'éliminer le chlorure d'hydrogène dissous, il est primordial de bien dégazer les solvants et même de maintenir un bullage d'argon assez soutenu dans le milieu réactionnel pendant toute la durée de la réaction. En effet, le composé pur HCl étant gazeux, un dégazage permanent suffit à réduire significativement sa solubilité dans les solvants utilisés et donc à l'éliminer au fur et à mesure de sa formation. Toutefois, un tel bullage a aussi pour effet d'évaporer assez rapidement le dichlorométhane dont la pression de vapeur saturante est très faible. En conséquence, pour les réactions...