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Composés carbonylés : aldéhydes et cétones
Définition aldéhyde, cétone, groupe carbonyle
1. Préparation par oxydation des alcools
1.1. Avec les oxydants minéraux classiques
1. Couples mis en jeu
Exemples
Oxydation du cyclohexanol par l’acide hypochloreux
Analyse qualitative (classe alcool) et quantitative
(alcootest, dosage de l’éthanol dans une boisson)
Problème pour l’obtention des aldéhydes
1.2. Oxydation ménagée des alcools primaires
1.2.1. Distillation simultanée
Principe
Limites de la méthode
1.2.2. Déshydrogénation catalytique
La réaction
Maintien de la température
1.2.3. Utilisation d’oxydants spécifiques
1.3. Rappel : autres méthodes conduisant à des composés
carbonylés
Ozonolyse (+ hydrolyse réductrice)
Coupure oxydante des diols vicinaux
Hydratation des alcynes
Magnésien sur nitrile
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2. Présentation
2.1. Structure des molécules
Lewis, géométrie
Électronégativité, mésomérie, moment dipolaire
Hückel : site nucléophile sur le O, site électrophile sur le C
2.2. Nomenclature
Classement des fonctions : trivalentes, divalentes,
monovalentes
Fonction principale, fonction secondaire, exemples
Nomenclature substitutive, noms courants
2.3. Etat naturel, effets physiologiques
2.4. Propriétés physiques et spectroscopiques
Températures de changement d’état
Application : distillation simultanée pour obtenir les
aldéhydes
Miscibilité
Application : lavage de la verrerie à l’acétone
Propriétés spectroscopiques :
en IR : C=O et C-H aldéhydique
en RMN : H aldéhydique
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3. Additions nucléophiles
3.1. Réactivité électrophile
Addition nucléophile
Définition, autres évolutions possibles d’une attaque nucléophile
Réactivités comparées des aldéhydes et des cétones
Observations : aspect thermodynamique ( totale) et
cinétique ( rapide)
Interprétation classique : effets électroniques, effets
stériques, tension de cycle
Interprétation quantique : modèle de Hückel
Conclusion
3.2. Additions nucléophiles sur les composés carbonylés
« simples » (non conjugués)
3.2.1. Rappel : addition des organomagnésiens
Résultat
Mécanisme simplifié
Mécanisme à 6 centres
3.2.2. Réduction par le tétrahydruroborate (borohydrure) de
sodium (cf. réduction imine TP1)
Résultat, conditions opératoires
Mécanisme, assistance électrophile par le contre-ion,
bilan complet
Sélectivité de la réaction avec le borohydrure
Autres hydrures : plus réactifs, moins réactifs, mécanisme Cannizzaro.
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3.2.3. Réaction de Wittig
Résultat
Formation de l’ylure de phosphore
Réaction sur le composé carbonylé, bilan complet
Comparaison avec la synthèse magnésienne suivie de
déshydratation
Autres nucléophiles forts : cyanure, alcynures, énolates…
3.2.4. Acétalisation (nucléophile doux)
Bilan, conditions opératoires
Mécanisme, rôle de la catalyse acide : assistance
électrophile
Intérêt : protection du groupe fonctionnel, utilisation
des diols vicinaux, déprotection.
Chimie des sucres : blocage de la fonction aldéhyde
ou de deux groupes fonctionnels alcool.
Hydrolyse des éthers d’énol, protection des alcools par le DHP.
Hydratation, cf Malaprade
Aussi en catalyse acide : réaction avec les amines : imine, énamine, hydrolyse
d’une imine (magnésien sur nitrile)
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3.3. Additions nucléophiles sur les -énones
définition-énone, observation.
3.3.1. Deux sites électrophiles
Les deux sites : modèle classique, modèle quantique
Addition 1,2 ou 1,4 : mécanisme, bilan (exemple du
magnésien)
contrôle de charge, contrôle orbitalaire.
3.3.2. Résultats
Organolithiens R-Li : 1,2
Dialkylcuprates de lithium :R2CuLi : 1,4
Organomagnésiens mixtes : 1,2 ou 1,4
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