Transformatioins des groupes caractéristiques
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Chimie 1ère S Chapitre 11 Transformations des groupes caractéristiques 1. Transformations des alcools. R OH 1.1. Les 3 classes d’alcools. OH R CH2 R OH Alcool primaire CH R’ OH Alcool secondaire R C R’’ R’ Alcool tertiaire Exercice. Donner les formules semi-développées et les noms des divers alcools à chaîne carbonée saturée renfermant 4 atomes de carbone. Quelle est leur formule de composition commune ? 1.2. Oxydation des alcools. a. Oxydation complète. Par le dioxygène de l’air, par exemple : on parle alors de combustion. L’éthanol est un combustible bien connu (réchaud à alcool…). Ecrire l’équation de combustion complète de l’éthanol. L’oxydation complète est une réaction de destruction : il y a destruction du squelette carboné. b. Oxydation ménagée par le dioxygène. Les vapeurs d’alcool réagissent avec le dioxygène de l’air, au contact d’un catalyseur, le cuivre porté à 300 °C. La réaction exothermique maintient au rouge le fil de cuivre (expérience de la lampe sans flamme). La formation d’aldéhyde peut être mise en évidence par coloration en rose violacé du réactif de Schiff. On peut aussi aller jusqu’à la formation d’acide carboxylique, mis en évidence par la neutralisation d’une solution de soude de faible concentration : la phénolphtaléine qui y a été préalablement ajoutée passe du rose à l’incolore. Lors d’une oxydation ménagée il n’y a pas destruction du squelette carboné. c. Oxydation ménagée par des oxydants en solution aqueuse. Les oxydants les plus classiques sont : - les ions dichromate Cr2O72-(aq) (orangé) réduits en ions Cr3+(aq) (vert) - couple oxydantréducteur Cr2O72- / Cr3+) ; - et surtout les ions permanganate MnO4-(aq) (rose violacé) réduits en ions Mn2+(aq) (incolore) - couple oxydant-réducteur MnO4- / Mn2+. Un alcool primaire, par oxydation, conduit à la formation d’un aldéhyde et si l’oxydant est en excès il se forme également un acide carboxylique. Chimie 1ère S Chapitre 11 Un alcool secondaire, par oxydation, conduit à la formation d’une cétone. Pas d’oxydation ménagée possible pour un alcool tertiaire. 1.3. Déshydratation : réaction d’élimination. Par chauffage d’un alcool, en présence d’alumine Al2O3 portée à 450°C, et en l’absence d’air de préférence, l’élimination d’eau sur une molécule d’alcool conduit à la formation d’une molécule d’alcène. Au cours de la transformation, il y a modification du squelette carboné : les atomes de carbone concernés, initialement tétragonaux deviennent trigonaux. 1.4. Halogénation : réaction de substitution. Remplacement du groupe hydroxyle par un atome d’halogène. Une réaction de substitution se fait sans modification du squelette carboné. 2. Composés carbonylés : aldéhydes et cétones. R C R H O Aldéhyde Réactif Aldéhyde Réactif (**) de Fehling Réactif de Tollens 3. Acides carboxyliques. R C OH O Acide carboxylique 4. Amines. R NH2 (amines primaires). R’ O Cétone 2,4-DNPH (*) (*) 2,4-dinitrophénylhydrazine C (**) ou liqueur Cétone Chimie 1ère S Chapitre 11 Exercice. Organigramme de réactions. Pour lire l’organigramme de réactions chimiques ci-dessous, il suffit de se placer à un nœud. Les flèches qui y arrivent proviennent des réactifs, celles qui en partent vont vers les produits. C A 1 B 2 MnO4- MnO4- H2O H2O 3 E 5 G ou 4 D F 6 H MnO4- 1. A est le propan-1-ol. Donner sa formule semi-développée et son écriture topologique. 2. Quel nom donne-t-on à la réaction 1 ? De quel type de réaction s’agit-il ? 3. Quelles sont la formule semi-développée, le nom et l’écriture topologique de B ? 4. E et F réagissent avec la D.N.P.H. E réagit également avec la liqueur de Fehling, mais pas F. En déduire les familles de composés auxquelles appartiennent E et F, leurs formules semidéveloppées, leurs noms et leurs écritures topologiques. 5. A quelle famille de composés appartiennent C et D ? Identifier ces deux composés. Ecrire les 2 équations possibles pour la réaction 2. Quel nom donne-t-on à cette réaction ? De quel type de réaction s’agit-il ? 6. Ecrire les équations des réactions 3, 4 et 5. Identifier G. 7. La réaction 6 est une réaction de polyaddition. a. Quels sont les usages du polymère H ? Quel est son motif ? b. En enchaînant 2 motifs, montrer qu’il existe 2 possibilités de « dimères » (formules semidéveloppées et écritures topologiques). c. Quelles sont les possibilités d’enchaînement de 3 motifs ? ...
