Activité I

Notion
Modification de chaîne,
modification de groupe
caractéristique
Grandes catégories de
réactions en chimie
organique :
Compétences exigibles
Distinguer une modification de chaîne d’une modification de groupe
caractéristique.
Reconnaître les groupes caractéristiques dans les alcool, aldéhyde, cétone,
acide carboxylique, ester, amine, amide.
Utiliser le nom systématique d’une espèce chimique organique pour en
déterminer les groupes caractéristiques et la chaîne carbonée.
Déterminer la catégorie d’une réaction (substitution, addition, élimination)
à partir de l’examen de la nature des réactifs et des produits.
Liaison polarisée, site
donneur et site
accepteur de doublet
d’électrons.
Déterminer la polarisation des liaisons en lien avec l’électronégativité
(table fournie).
Interaction entre des
sites donneurs et
accepteurs de doublet
d'électrons
Pour une ou plusieurs étapes d’un mécanisme réactionnel donné, relier par
une flèche courbe les sites donneur et accepteur en vue d’expliquer la
formation ou la rupture de liaisons.
Identifier un site donneur, un site accepteur de doublet d'électrons.
Activité I:
Modification de la structure chimique:
La distillation du pétrole conduit à des mélanges d'hydrocarbures. Certains sont directement
utilisables, mais la plupart doivent être modifiés chimiquement pour répondre aux besoins du
marché en carburants. Ainsi le reformage, le craquage catalytique ou le vapocraquage
permettent de modifier la structure de ces hydrocarbures.
Un mélange riche en hydrocarbures ramifiés et en composés aromatiques tels que le benzène
ou le toluène est ainsi obtenu.
Par ailleurs , l'industrie chimique a besoin de quantités importantes d'alcènes et de composés
aromatiques pour synthétiser des polymères , des solvants ou des produits pharmaceutiques…
On peut ainsi transformer:
→ par craquage catalytique: l'hexane en butane et un autre produit organique
→ par reformage catalytique: l'heptane en méthylcyclohexane ou en toluène
→ par vapocraquage, le butane en éthène seul ou en propène et un autre produit
Répondre aux questions suivantes:
1. Rappeler le rôle du catalyseur
2. Ecrire l'équation des réactions envisagées dans le texte.
3. Proposer une définition du craquage , du réformage et du vapocraquage en
dégageant l'intérêt de ces opérations.
Activité II:
Modification du groupe caractéristique:
La création de nouvelles espèces chimiques résulte souvent d'un changement de groupe
caractéristique. Ainsi le chimiste français Gerhardt ( 1816-1856) a synthétisé l'acide acétylsalicylique
à partir de l'acide salicylique pour créer un principe actif de médicament plus performant et mieux
toléré.
H3C
O
C
CH
HC
OH
CH
C
HC
HC
C
CH
OH
C
O
Acide salicylique
O
C
HC
C
CH
OH
C
O
acide acétylsalicylique
1. Identifier les groupes caracteristiques présents dans ces deux molécules.
2. Quel est le nom des médicaments contenant comme principe actif l'acide acétylsalicylique?
Activité III:
ASPECTS MACROSCOPIQUES DES TRANSFORMATIONS
1. En examinant la nature des produits et réactifs, identifier la catégorie de réactions.
En chimie organique, on peut classer les réactions en 3 grandes catégories.
Les réactions de substitution.
Les réactions d’élimination.
Les réactions d’addition.
2. Réinvestir ses connaissances
a. Donner le nom de la molécule C et entourer le groupe caractéristique présent.
b. Les réactions A et E correspondent-elles à des modifications de groupes
caractéristiques ou de chaîne. Justifier.
Catégorie de la
réaction
A.
I
-
+
H3C
H3C
B.
Cl
Cl
C
+
C
Br
H3C
H3C
Br
H
H
+
C.
H3C
H
E.
CH2
Br
Br
C
C
CH3
CH3
H
O
NH2
O
I
OH
+
O
H3C
H3C
+
CH3
H3C
D.
-
O
H3C
O
C
C
CH3
CH3
CH3
C
+
C
NH
OH
O
O
CH3
Br
-
CH
H3C
+
CH3
CH2
OH
+
H2C
CH3
CH
+
-
Br
3. Proposer une definition pour chaque catégorie de réaction.
Activité IV:
ASPECTS MICROSCOPIQUES DES TRANSFORMATIONS
Une liaison covalente entre deux atomes résulte de la mise en commun de deux électrons, chacun apportant un électron. En général,
l’un des atomes de la liaison covalente attire plus fortement à lui que l’autre les électrons de la liaison. On dit qu’il est plus
électronégatif. On attribue une charge partielle négative - à l’atome le plus électronégatif et une charge partielle + à l’atome le
moins électronégatif.
-
+
AB
Par exemple, si l’atome A est plus électronégatif que l’atome B, on écrit :
On dit que la liaison A  B est polarisée.
● Sites donneurs ou accepteurs d’électrons
- Un site donneur d’électrons est un atome riche en électrons. Il peut s’agir d’un atome porteur d’une charge partielle
négative - ou d’un atome possédant un ou plusieurs doublets non liants.
- Un site accepteur d’électrons est un atome pauvre en électrons. Il est caractérisé par sa capacité à former une liaison
avec un site donneur d’électrons
● Qu’est-ce qu’un mécanisme réactionnel ?
Le mécanisme réactionnel décrit, étape par étape, comment l’espèce organique de départ est transformée en le ou les
produits de la réaction, sous l’action d’un réactif.
Le mécanisme d'une réaction montre comment les électrons, symbolisés par une flèche se déplacent (emportant les
atomes auxquels ils sont liés) pour apporter une explication au déroulement de la réaction, c'est-à-dire aux liaisons qui
se forment et aux liaisons qui se rompent.
On a coutume de représenter le déplacement des électrons par des flèches courbes. Par convention, les flèches sont
toujours orientées du nucléophile (espèce possédant un site donneur d’électrons) vers l’électrophile (espèce possédant
un site accepteur d’électrons).
Les groupes –NH2 des acides aminés réagissent facilement avec les aldéhydes pour former des molécules appelées
« bases de Schiff ». Un des moyens très sensibles de détection des acides aminés utilise cette réaction. Le produit est
très fluorescent.
Répondre aux questions suivantes:
1. N-H et C=O sont - elles des liaisons polarisées? Justifier à l'aide de la table d'électronégativité.
2. Identifier les sites donneurs et accepteurs d’électrons dans la molécule d'acide aminé .
3. Justifier la flèche courbe représentée dans la première étape de la réaction 4.
Atome
Electronégativité
(Echelle de Pauling)
C
N
O
Cl
Br
I
2,5
3,0
3,5
3,2
3,0
2,7