Reaktionsschemat för syntes av tert-butylklorid från tert-butylalkohol med användning av CaCl2 kan representeras enligt följande:
(CH3)3COH (tert-butylalkohol) + HCl (saltsyra) -> (CH3)3CCl (tert-butylklorid) + H2O (vatten)
I denna reaktion reagerar tert-butylalkohol med saltsyra för att bilda tert-butylklorid och vatten. Däremot kan närvaron av vatten vända reaktionen, vilket leder till bildning av tert-butylalkohol och saltsyra.
Det är här vattenfri kalciumklorid kommer in i bilden. Det fungerar som ett torkmedel, vilket innebär att det absorberar vattenmolekyler från reaktionsblandningen. Genom att ta bort vatten förskjuter det jämvikten mot bildning av tert-butylklorid och förhindrar att den omvända reaktionen inträffar.
Vattenfri kalciumklorid har en stark affinitet för vatten på grund av dess hygroskopiska natur. Vattenmolekylerna i reaktionsblandningen attraheras till ytan av kalciumkloridpartiklarna och binds till dem. Detta minskar effektivt vattenhalten i reaktionsblandningen, vilket främjar den önskade reaktionen för att fortskrida mer effektivt.
Dessutom fungerar vattenfri kalciumklorid som en mild Lewis-syra, som kan underlätta protoneringen av alkoholsyren i tert-butylalkohol. Denna protonering ökar alkoholens reaktivitet mot den nukleofila substitutionsreaktionen med kloridjonen från saltsyra, vilket slutligen leder till bildningen av tert-butylklorid.
Sammanfattningsvis verkar vattenfri kalciumklorid som ett dehydratiseringsmedel vid syntesen av tert-butylklorid från tert-butylalkohol. Det tar bort vatten från reaktionsblandningen, driver jämvikten mot bildning av tert-butylklorid och förhindrar den omvända reaktionen. Dess hygroskopiska karaktär och milda Lewis-syra bidrar till dess effektivitet i denna syntetiska process.
