Fiche "concepts de chimie organique"

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#-%.%/!01234%56/!7!8%#-/!#04#/"9$! !
%: /#1%961/!;<64/!/5639%04!=%>34!/4!#-%.%/!01234%56/!
/?! @ABCBD! EFGH?BIJDK! J?D! FLH@MBE?! H! NEJF! EOPD@MBQ! RH! MFH?SQEFCHMBE?! T<J?D! CERL@JRD! EFGH?BIJD! D?! J?D!HJMFD! UHPEJM! EJ!
CETBQB@HMBE?!TD!QE?@MBE?K!HRRE?GDCD?M!TD!@AHV?DW!X!R<HBTD!TD!FLH@MBQSK!EFGH?BIJDS!EJ!B?EFGH?BIJDSY:!
;H?S!J?!schéma'de'synthèseK!RH!molécule'd’intérêt'(ou'substrat)!DSM!SEJZD?M!NRH@LD!@ECCD!SDJR!FLH@MBQ!X!GHJ@AD!TD!RH!QR[@ADK!RD!
NFETJBM! T<B?MLF\M! DSM! NRH@L! X! TFEBMD:! $JF! DM]EJ! SEJS! RH! QR[@AD! QBGJFD?M! TDS! B?QEFCHMBE?S! ENLFHMEBFDS! 7!!
@E+FLH@MBQK!SERZH?MK!@HMHR^SDJFK!@E?TBMBE?S!FLH@MBE??DRRDS!UMDCNLFHMJFDK!TJFLDK!CETD!T<H@MBZHMBE?WY:!!
>DS!SEJS+NFETJBMS!?<HNNHFHBSSD?M!NHS:!
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"#!$!%!&'(#)*+,-.!/!0,!1&*2.#3!,4.!(.#+#4&!5-6.&!%!,'789!#+!:!*!(-,!;6+&2(+,!0,!1&*2.#3!<*1!;6+&2(+,!0,!0&<*1.7!
/_DCNRDS!7!
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%%:!9`"/!;/!1/3#9%04!/4!#-%.%/!01234%56/!
>DS!FLH@MBE?S!TD!@ABCBD!EFGH?BIJD!SE?M!?ECOFDJSDS:!$<BR!?<DSM!NHS!IJDSMBE?!TD!MEJMDS!RDS!@E??HVMFDK!BR!DSM!MEJMDQEBS!NESSBORD!TD!RDS!
FDGFEJNDF!TH?S!TDS!GFH?TDS!catégories:!;H?S!RD!@HTFD!TD!@D!@EJFSK!?EJS!FDMBD?TFE?S!RDS!a!@HMLGEFBDS!NFLSD?MLDS!TH?S!RD!MHORDHJ!
@B+TDSSEJS!7!
Equation'de'la'réaction'modélisant'la'transformation'
Type'de'
réaction'
Comment'la'reconnaître'?'
'
Substitution'
Un'atome'ou'groupe'
d’atome'en'remplace'un'
autre'dans'le'substrat.!
!
=,!2*1>6-,!36-2.#6--,+!,4.!
?@-!0*-4!+,!4(>4.1*.!,.!1,4.,!
?@-!0*-4!+,!<160(#.!
'
Addition'
Un'atome'ou'groupe'
d’atome's’ajout'au'substrat.!
=,!2*1>6-,!36-2.#6--,+!,4.!
?@-!0*-4!+,!4(>4.1*.!,.!
0,)#,-.!?@-A%!0*-4!+,!<160(#.!
'
Elimination'
Un'atome'ou'groupe'
d’atome'est'éliminé'du'
substrat.''
Une'double'liaison'est'
formée.!
=,!2*1>6-,!36-2.#6--,+!,4.!
?@-!0*-4!+,!4(>4.1*.!,.!
0,)#,-.!?@-B%!0*-4!+,!!<160(#.'
'
Réaction'
acido-
basique'
Un'proton'H+'est'échangé.!
co-réactif(s) (nb d'équivalent)
solvant, catalyseur
conditions réactionnelles
(chauffage ∆, durée,
ultrasons, micro-ondes...)
Molécule d'intérêt
(substrat)
Produit d'intérêt
Br
Br
Br2 (1 eq.), CCl4
T. ambiante
solvant
co-réactif
et nombre d'équivalent
Br
Br
Br2 (1 eq.), CCl4
T. ambiante
CH3
CH3Cl, AlCl3 (cat.)
∆
solvant
catalyseur
signifie "chauffage"
H3C
CH2
CH2
Br CH3O
H3C
CH2
CH2
O
CH3Br
est remplacé par
Cet atome de C
est AX4
Cet atome de C
est resté AX4 après la transformation
Il s'agit donc d'une SUBSTITUTION
O
MgBr
OMgBr
s'ajoute au substrat
H3C
C
CH2
Br CH3CH2O
H3C
C
CH2
Br
H3CCH3
CH3CH2OH
H
sont éliminés du substrat
CH3CH2O
H3C
CH2
C
O
O
HH3C
CH2
C
O
O
CH3CH2OH

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%%%:!1/3#9%b%9/!/4!#-%.%/!01234%56/!
>D! CEMDJF! TDS! FLH@MBE?S! D?! @ABCBD! EFGH?BIJD! UAEFCBS! RDS! FLH@MBE?S! FHTB@HRHBFDSY! DSM! RH! FD?@E?MFD! D?MFD! J?! électrophile!DM! J?!
nucléophile!7!!
0?!HNNDRRD!électrophile!Uc!IJB!HBCD!RDS!LRD@MFE?S!dY!J?D!DSN[@D!@ABCBIJD!@HNHORD!T<H@@DNMDF!J?!TEJORDM!T<LRD@MFE?!NEJF!QEFCDF!
J?D!RBHBSE?!HZD@!J?!HJMFD!FLH@MBQ!UIJB!DSM!QEF@LCD?M!?J@RLENABRDY:!/_!7!! -e!
0?!HNNDRRD!nucléophile!Uc!IJB!HBCD!RDS!?E^HJ_!dY!J?D!DSN[@D!@ABCBIJD!@HNHORD!TD!TE??DF!J?!TEJORDM!T<LRD@MFE?!NEJF!QEFCDF!
J?D!RBHBSE?!HZD@!J?!HJMFD!FLH@MBQ!UIJB!DSM!QEF@LCD?M!LRD@MFENABRDY:!/_!7!-0+!
!
"HF!D_MD?SBE?K!E?!NHFRD!TD!c!SBMD!électrophile!d!UfE?D!TLQB@BMHBFD!D?!LRD@MFE?S!SJF!J?!FLH@MBQ!IJB!ZH!TE?@!HMMBFDF!J?!TEJORDMYK!DM!TD!
c!site'nucléophile!d!UfE?D!FB@AD!D?!LRD@MFE?S!SJF!J?!FLH@MBQ!IJB!ZH!TE?@!@LTDF!J?!TEJORDMY:!
CD,;<+,!E!!
!
!
!
!
Point'méthode':'les'sites'électrophiles'et'nucléophiles'classiques'
Ø Site'électrophile'='appauvri'en'électrons!
!
6?! SBMD! LRD@MFENABRD! DSM! SEJZD?M! J?! atome' de' C' lié' à' un' atome' plus'
électronégatif' que' lui'7! M^NBIJDCD?M! J?! AHREG[?D! U?EML! gYK! J?! HMECD!
T<E_^G[?D!EJ!T<HfEMD:!!
"EJF! FDNLFDF! RD! SBMD! LRD@MFENABRD!7! NRH@DF! RDS! @AHFGDS! NHFMBDRRDS! DM!
BTD?MBQBDF!RD!SBMD!TLQB@BD?M!D?!LRD@MFE?S:!!!
'
6?!HMECD!NESSLTH?M!J?D!RH@J?D!LRD@MFE?BIJD!DSM!LGHRDCD?M!J?!SBMD!LRD@MFENABRD:!
'
Ø Site'nucléophile'='riche'en'électrons!
6?!SBMD!?J@RLENABRD!DSM!SEJZD?M!J?!TEJORDM!?E?!RBH?M!
SJF!J?!HMECD!LRD@MFE?LGHMBQ!MDR!IJD!0!DM!4:!
!
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6?!c!OE?!d!?J@RLENABRD!DSM!TD!NDMBMD!MHBRRD!DM!DSM!@AHFGL!?LGHMBZDCD?M:!?#-4#!FGB!,4.!(-!;,#++,(1!-(2+&6<H#+,!'(,!+I,*(7!
!
"EJF!RH!@FLHMBE?!TD!RBHBSE?S!#+#K!BR!SDFH!B?MLFDSSH?M!TD!TBSNESDF!TD!FLH@MBQS!NESSLTH?M!J?!HMECD!TD!@HFOE?D!?J@RLENABRD:!!
JI,4.!+,!2*4!<6(1!+,4!61K*-6;*K-&4#,-49!+I#6-!2:*-(1,9!+,4!2*1>*-#6-47!!
!
!
!
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'''''''
!
Il'est'essentiel'de'faire'apparaître'tous'les'doublets'non'liants'et'lacunes'électroniques':''
ce'sont'des'sources'd’informations'pour'prévoir'la'réactivité'chimique.'
%b:!1/3#9%04$!3#%;0+=3$%56/$!
!
>H!QEF@D!TDS!H@BTDS!DM!TDS!OHSDS!DSM!IJH?MBQBLD!NHF!RDJF!pKa!7!!
ü NRJS!RD!NhH!T<J?D!base!DSM!élevéK!NRJS!RH!OHSD!DSM!OE??D:!!
ü NRJS!RD!NhH!T<J?!acide!DSM!faibleK!NRJS!R<H@BTD!DSM!OE?:!
!
>H! @E?SMH?MD! T<LIJBRBOFD! TD! RH! FLH@MBE?! T<J?! H@BTD! HZD@! J?D! OHSD! ZHJM!
!K°'='10pKa(base)-pKa(acide).!!
>H!FLH@MBE?!SDFH!TE?@!MADFCET^?HCBIJDCD?M!QHZEFHORD!SB!NhHUOHSDYiNhH!H@BTD:!
'
'
'
'
Site électrophile
C
H
O
H
Site nucléophile
HOSite nucléophile
RO
Site nucléophile
CN
Site nucléophile
Site nucléophile
C
C
XO
C
δ+
δ−
^^
Site électrophile Site électrophile
δ−
δ+
RO
Site nucléophile
CN
Site nucléophile
+δ
-δ
H3CMg X
Site nucléophile
^
pKa
Bases Acides
CH3CH2CH3CH3
NH3
NH2
H2
H
ROH
R-O
H2O
H2O
HO
H3O
50
38
35
16
14
0
R-COOH
R-COO 4,8
CH3CH2OH CH3CH2OH2-3
NNH
5
Amidure
Carbanion
Alcoolate Alcool
NH4+
NH3Ammonium
Ammoniac 9,2
Ammoniac
Carboxylate Acide
carboxylique
Pyridine
Ion hydrure

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b:!/#1%961/!;<64!./#34%$./!/4!#-%.%/!01234%56/!
/@FBFD!RD!CL@H?BSCD!T<J?D!FLH@MBE?!@EFFDSNE?T!X!TE??DF!DM!EFTE??DF!RDS!différents'actes'élémentaires!SD!NFETJBSH?M!REFS!TD!RH!
MFH?SQEFCHMBE?:!!
/?! @ABCBD! EFGH?BIJDK! on' représente' dans' chaque' acte' élémentaire' le' déplacement' des' doublets' d’électrons':' une' flèche'
courbe' représente' le' déplacement' d’un' doublet:! La'flèche'part'du'milieu'du'doublet'et' pointe' vers' l’atome' qui' reçoit' le'
doublet!UEJ!LZD?MJDRRDCD?M!ZDFS!RH!RBHBSE?!IJB!TDZBD?M!HREFS!J?D!RBHBSE?!TEJORDY:!
!
CD,;<+,!E! +I#6-! #60(1,! 5-(2+&6<H#+,8! 1&*K#.! 4(1! +,! 2*1>6-,! 54#.,! &+,2.16<H#+,8! 0(! 2H+616;&.H*-,7! =I*.6;,! 0,! 2H+61,! ,4.! *<<,+&!
nucléofuge!56(!K16(<,!<*1.*-.87!
!
b%:!$/>/#9%b%9/!
1. Régiosélectivité'
6?D! FLH@MBE?! DSM! TBMD! régiosélective!SBK! NEJZH?M! TE??DF! TDJ_! UEJ! NRJSBDJFSY! BSEC[FDS! TD! @E?SMBMJMBE?K! DRRD! D?! TE??D! J?! UEJ!
@DFMHB?SY!CHPEFBMHBFDCD?M:!!
CD,;<+,!E! !
!
2. Stéréosélectivité'
6?D! FLH@MBE?! DSM! TBMD! stéréosélective!SBK! NEJZH?M! TE??DF! NRJSBDJFS! SMLFLEBSEC[FDS! TD! @E?QBGJFHMBE?K! DRRD! D?! TE??D! @DFMHB?S!
CHPEFBMHBFDCD?M!UZEBFD!D_@RJSBZDCD?MY:!
CD,;<+,!E!!
!
!
!
0?!NDJM!NFL@BSDF!7!! !
• $B! E?! NDJM! EOMD?BF! NRJSBDJFS! TBHSMLFLEBSEC[FDS! DM! @DFMHB?S!SE?M! EOMD?JS! CHPEFBMHBFDCD?MK! RH! FLH@MBE?! DSM! TBMD'
diastéréosélective:!
• $B! E?! NDJM! EOMD?BF! NRJSBDJFS! L?H?MBEC[FDS! DM! @DFMHB?S! SE?M! EOMD?JS! CHPEFBMHBFDCD?MK! RH! FLH@MBE?! DSM! TBMD'
énantiosélective!UNRJS!FHFD!@HF!NRJS!TBQQB@BRD!jY:!
L,;*1'(,!E!<6(1!;6-.1,1!+*!4.&1&64&+,2.#)#.&!0I(-,!1&*2.#6-9!#+!3*(.!1,<1&4,-.,1!+,4!1&*2.#34!,.!+,4!<160(#.4!,-!MN7!
!
CD,;<+,!E!!
!
!
!
G-!6>.#,-.!(-!26(<+,!0I&-*-.#6;O1,4!,.!<*4!+,(14!0#*4.&1&6#46;O1,49!06-2!2,..,!1&*2.#6-!,4.!0#*4.&1&64&+,2.#),7!
!
3. Stéréospécificité'
6?D!FLH@MBE?!DSM!TBMD!stéréospécifique'SB!RH!@E?QBGJFHMBE?!TDS!NFETJBMS!TLND?T!TD!@DRRD!TDS!FLH@MBQS:!!
L,;*1'(,!%! E! <6(1! ;6-.1,1!+*! 4.&1&64<&2#3#2#.&! 0I(-,! 1&*2.#6-9! #+! 3*(.! 2H6#4#1! 0,(D! 1&*2.#34! 0,! 26-3#K(1*.#6-4! 0#33&1,-.,4! ,.!
;6-.1,1!'(,!+,4!<160(#.4!6>.,-(4!P!<*1.#1!0,!2H*2(-!0,4!0,(D!1&*2.#34!46-.!*+614!0,!26-3#K(1*.#6-4!0#33&1,-.,47!!!
L,;*1'(,!Q!E!(-,!1&*2.#6-!4.&1&64<&2#3#'(,!,4.!-&2,44*#1,;,-.!4.&1&64&+,2.#),7!
!
!
!Doit-on!représenter!les!molécules!en!3D!lorsque!l’on!écrit!un!mécanisme!?!
R6(.!0&<,-0!0,!2,!'(,!+I6-!),(.!;6-.1,1!E!!
• "#! +*! 1&*2.#6-! 06-.! 6-! &21#.! +,! ;&2*-#4;,! -I,4.! <*4! 4.&1&64&+,2.#),9! ,.S6(! '(,! +I6-! -,! 2H,12H,! <*4! P! <1&2#4,1! +*!
4.&1&62H#;#,!0,4!1&*2.#34!6(!0,4!<160(#.49!6-!<,(.!1,<1&4,-.,1!+,!;&2*-#4;,!,-!QN7!!
?..,-.#6-9! 2,+*! -,! 4#K-#3#,! <*4! '(,! .6(.,4! +,4! ;6+&2(+,4! 46-.! <+*-,49! ;*#4! 4#;<+,;,-.! '(,! +I6-! -,! 4I#-.&1,44,! <*4! P! +,(1!
4.&1&62H#;#,!T!!
• "#! +*! 1&*2.#6-! ,4.! 4.&1&64&+,2.#),9! ,.S6(! '(,! +I6-! 2H,12H,! P! 26--*U.1,! +*! 4.&1&62H#;#,! 0,4! <160(#.49! #+! 3*(.! 1,<1&4,-.,1!
.6(.,4!+,4!;6+&2(+,4!,-!MN7!!
50% 50%
+Br Br 25 ∞C
CH3
H
Br
Br
H
C2H5CH3
H
Br
Br
H
C2H5CH3
H
Br Br
H
C2H5
CH3
H
Br Br
H
C2H5
+++
0% 0%
Ph
OH
+H
Ph
-H2O
Ph
+
ZE
5% 95%