CH5

• Fiche de cours n°5 - Synthèse et réactivité associées aux fonctions chimiques
• Les notions essentielles abordées dans la fiche de cours ne remplacent pas les explications des professeurs ni les capsules de cours
• Les étudiants sont encouragés à assister aux créneaux hebdomadaires organisés par l'équipe de professeurs ou par l'A2SUP
• Consultez régulièrement la catégorie L.AS des Outils Pédagogiques du site internet A2SUP pour accéder aux dernières fiches pour les L.AS
• Sommaire de la fiche de cours :

  I. Alcanes, Alcènes, Alcynes

  a. Les alcanes

  b. Les alcènes

  c. Les alcyles

  II. Alcools, Amines et Thiols

  a. Les alcools

  b. Les amines

  c. Les thiols

  III. Halogénures et apparentés

  a. Les halogénures d’alkyle

  b. Les dérivés apparentés

  IV. Dérivés carbonylés

  a. Préparation des dérivés carbonylés

  b. Réactivité des dérivés carbonylés

  QCMs d’entraînement
• Les alcanes sont des hydrocarbures saturés extraits du pétrole, de formule 𝐶!𝐶"!#"
• Les alcanes sont classés en trois catégories : linéaires, ramifiés et cycliques
• Les alcanes sont très peu réactifs et stables, souvent utilisés comme solvants en raison de leur inertie
• Réactivité des alcanes :

  • Ils peuvent participer à des réactions de combustion, réagissant avec le comburant pour former du 𝐶𝑂" et de l’eau
• Consultez la fiche de cours pour plus de détails sur la réactivité des alcanes et d'autres fonctions chimiques
• L'Association pour l'Accès Santé Université Paris Cité (A2SUP) est une organisation basée à Paris, en France, avec son nom, adresse et site web sur son papier à en-tête

  
• Pi-stacking est une interaction non-covalente entre deux anneaux aromatiques, causée par l'attraction entre les électrons pi des deux anneaux, importante dans de nombreux systèmes biologiques et chimiques

  
• L'image montre l'insertion migratoire d'un alcène dans une liaison métal-carbone, le métal étant en rouge

  
• L'image montre le mécanisme de réaction d'élimination E2

  
• L'image montre une étape du mécanisme de formation d'énoles catalysée par un acide

  
• L'image montre une étape de l'oxydation d'un alcool primaire en acide carboxylique, catalysée par le PCC (chlorochromate de pyridinium)

  
• L'image montre le mécanisme de la première étape de la substitution acyle d'un ester en utilisant de l'ammoniac comme nucléophile

  
• L'image montre une réaction de substitution nucléophile entre un bromure d'alkyle et un sulfure d'hydrogène de sodium, produisant un thiol d'alkyle et du bromure de sodium

  
• Les alcanes sont souvent utilisés comme solvant dans des réactions chimiques car ils sont inertes
• Réactivité des alcanes :

  • Combustion : réaction exothermique du combustible alcalin avec le comburant (O2) pour former du CO2 et de l'eau, par exemple, la combustion du méthane
  • Halogénation radicalaire : coupure homolytique d'une liaison C-H pour la transformer en liaison C-halogène, par exemple, la chloration du méthane sous irradiations avec le dichlore
• Les alcènes sont des hydrocarbures insaturés avec au moins une double liaison C=C, les carbones de la double liaison sont hybridés sp2, et ils ont 3 orbitales hybrides pour assurer les liaisons sigma et une orbitale p
• Préparation des alcènes :

  • Déshydratation des alcools par un mécanisme E1 en catalyse acide, formant des alcènes majoritairement tri-substitués selon la règle de Zaïtsev
  • Déshalogénation des halogénures d'alkyle avec un mécanisme E1 ou E2
• Nucleophilic substitution reaction example:

  • Reaction between an alkyl bromide and sodium hydrogen sulfide
  • Nucleophile: sulfide ion
  • Electrophile: alkyl bromide
  • Leaving group: bromide ion
  • Products: alkyl thiol and sodium bromide

  
• Déshalogénation des halogénures d’alkyle:

  • Mécanisme E1 ou E2 en fonction de l'halogénure d’alkyle et de la base utilisée
  • Mécanisme: la base attaque le proton porté par le carbone voisin à celui qui porte le brome, les électrons basculent sur la liaison C-C pour former une double liaison, le brome s'en va sous forme anionique
  • Possibilité de formation de deux alcènes, le plus substitué sera majoritaire selon la règle de Zaïtsev
• Cas particulier de la dihalogénation:

  • Addition en anti de 𝑩��𝟐, un brome attaque par-dessus et l'autre par-dessous
  • Si la réaction forme un carbone asymétrique, formation d'un mélange racémique car l'attaque sur le carbocation peut se faire des deux côtés
• La pi-stacking est une interaction non-covalente entre deux anneaux benzéniques, causée par l'attraction entre les électrons pi des deux anneaux, importante dans des systèmes biologiques et chimiques tels que l'ADN et la liaison de ligands aux protéines

  
• Une réaction de substitution nucléophile entre un bromure d'alkyle et un sulfure d'hydrogène de sodium, produisant un thiol d'alkyle et du bromure de sodium

  
• Une réaction de substitution nucléophile entre un halogénure d'alkyle et un ion alcoxide, produisant un éther et un sel

  
• Les réactions radicalaires d'alcène impliquent la réaction de l'alcène avec HX pour former l'halogénure correspondant
• La régiosélectivité des réactions radicalaires d'alcène suit Karash (anti-Markovnikov), plaçant l'halogène sur le carbone le moins substitué
• La réduction (hydrogénation) implique l'addition d'hydrogènes sur une insaturation en présence de H" et de palladium sur charbon comme catalyseur
• Les alcynes sont des hydrocarbures insaturés avec au moins une triple liaison C≡C, possédant 2 liaisons π et une liaison σ
• La préparation des alcynes se fait par double élimination d'un alcane, en réagissant une base sur un composé di-halogéné pour former la triple liaison
• Les réactions possibles sur un alcyne incluent la réduction en alcane (hydrogénation) et la réduction en alcène, réalisées en présence de catalyseurs spécifiques
• Les alcools sont classés en trois catégories : primaire, secondaire et tertiaire, en fonction du nombre de groupements alkyles sur le carbone portant l'alcool
• L'organisation "Association pour l'Accès Santé Université Paris Cité" (A2SUP) est située à Paris, France, avec son nom, adresse et site web sur son papier à lettres

  
• Pi-stacking est une interaction non-covalente entre deux anneaux aromatiques, causée par l'attraction entre les électrons pi des deux anneaux, importante dans des systèmes biologiques et chimiques tels que l'empilement des bases dans l'ADN et la liaison de ligands aux protéines

  
• La liaison O-H dans les alcools est polarisée, rendant la fonction alcool un nucléophile et une base, avec deux couples acide/base possibles et deux pKa différents
• Pour produire un alcool, on procède à une hydratation des alcènes, suivant un mécanisme d'addition électrophile, régiosélectif et respectant la règle de Markovnikov
• L'Association pour l'Accès Santé Université Paris Cité (A2SUP) est située à Paris, France, et son en-tête inclut le nom de l'organisation, l'adresse et le site web