Cours de Chimie Organique du 20 Novembre (version
publicité
RAPPELS ET PRECISIONS Plan de la séance I) Notions fondamentales et éléments de vocabulaire • Attaques • Stéréosélectivité • Eléments de nomenclature • Catalyse basique • Contrôle cinétique et thermodynamique III) Mécanismes particuliers II) Abord de la chimie organique et méthodes : • Le polycopié • Structuration du cours • Bilans et mécanismes • Compréhension • Exercices et conseils généraux IV) Annexes NOTIONS FONDAMENTALES ET ELEMENTS DE VOCABULAIRE ATTAQUES Réactivité = déplacements d’électrons On parle alors d’attaques Attaques non au hasard : • Site nucléophile (riche en électrons) site électrophile (pauvre en électrons) ATTAQUES Attaque a une direction préférentielle parfois: • C’est le cas d’une SN2 en anti Voyons quelques exemples ci-après Exemples d’attaques SN2 Cas 1 : attaque en arrière du plan Cas 2 : attaque en avant du plan Cas 3 : attaque dans le plan (par le haut, car Br pointe vers le bas) Exemples d’attaques SN2 On prend le cas 1 et on fait attaquer RO- (composé nucléophile) : Voici le produit obtenu en plus de Br- Le brome a quitté la molécule = nucléofuge STEREOSELECTIVITE L’un des stéréoisomères est privilégié par rapport à l’autre • Formé préférentiellement • Il y a par conséquent une stéréosélectivité ELEMENTS DE NOMENCLATURE Et H3C Br CH3 O H3C CH3 Carbone alpha et bêta : • Importance dans les réactions d’élimination CATALYSE BASIQUE Lorsque l’on réalise ces réactions en catalyse basique, la base peut entrer en jeu : • Bases extrêmement fortes (pKa ≥ 35) • Bases moyennement fortes (pKa ≈ 14 à 18) CATALYSE BASIQUE Déterminer la nature de la base : • On déprotone le réactant • On regarde la stabilité du produit déprotoné CATALYSE BASIQUE Si produit stable : utilisation d’une base moyennement forte : • Soude (NaOH) • Alcoolate (RO-) Si produit instable, utilisation d’une base forte : • Ion hydrure (H-) • Organométallique (R-Mg-Br) Exemple de catalyse basique Déprotonation d’un alcool : OH H3C O - H3C CH3 CH3 L’alcoolate formé n’est pas bien stabilisé : il faudra utiliser une base forte. Exemple de catalyse basique Déprotonation en alpha d’une cétone O H3C H O CH3 H3C _ CH3 L’énolate formé est stabilisé par mésomérie (2 formes limites) : on pourra se contenter d’une base moyennement forte CONTRÔLE CINETIQUE ET THERMODYNAMIQUE Réaction en contrôle cinétique : • Sur le site le moins encombré • Obtention du produit le plus rapidement formé Réaction en contrôle thermodynamique : • Sur le carbone le plus substitué • Obtention du produit le plus stable ABORD DE LA CHIMIE ORGANIQUE ET METHODES LE POLYCOPIE Le polycopié = référence absolue du concours Tendance à se perdre dans beaucoup de livre La « Chimie Organique Se Met A Table » STRUCTURATION DU COURS Problème du poly : désordonné • Notions fondamentales éparpillées • Informations essentielles non réunies (pKa) Restructuration à sa façon • Mettre des grands titres ? • Sous-titres ? Exemple de structuration du cours Les dérivés carbonylés : • • • • • • • Carbonyle + CN- Cyanhydrine Carbonyle + LiAlH4 Alcool (Réduction par hydrure mixte) Carbonyle + H20 Hydrate Carbonyle + n(R-OH) Acétal (Acétalisation) Carbonyle + R-NH2 Imine Carbonyle + Base + RX Carbonyle-R (Alkylation) Carbonyle (1)+ Base Enolate (2) (Aldolisation/cétolisation) Carbonyle(1) + énolate (2) aldol ou cétol • Carbonyle (3) + H+ Enol (4) Caronyle (3) + énol (4) aldol ou cétol • Aldol/cétol – H20 Dérivé alpha éthylénique (Crotonisation) BILANS ET MECANISMES Pour chaque familles, connaître les bilans = anticiper les réactions Pour apprendre les mécanismes du cours: • Votre liste des bilans • Choix d’une réaction • Dessiner les molécules et faire le mécanisme • Corrigé = polycopié au chapitre concerné COMPREHENSION Les mécanismes sont « logiques » Les profs ne demandent pas d’inventer Comprendre un maximum = minimum (Anatomie, Histologie…) apprendre un COMPREHENSION Comprendre, c’est quoi ? • Assimiler parfaitement les concepts (nucléophilie/électrophilie, bases fortes/faibles…) • Pourquoi est-ce ainsi ? • Observer les produits de la réaction • Surtout ne pas hésiter à poser des questions : • Profs de TD, d’ amphi, tuteurs Etre honnête avec soi-même Ne pas se contenter de « savoir » Aller chercher plus loin (sans faire du hors programme) de base EXERCICES ET CONSEILS GENERAUX Résolution de sujets. Premièrement : • On ne devine pas • Lecture transversale au début Grands titres Chapitres concernés • Commencer par un exercice dans lequel on se sent à l’aise EXERCICES ET CONSEILS GENERAUX Deuxièmement : • Bien lire l’énoncé : tout est dedans • Si on bloque sur l’exercice : relire l’énoncé Troisièmement : • Cerner les molécules entrantes en jeu • Fonctions présentes ? • A quelle partie du cours se réfère t-on ? Se rappeler des fiches bilans EXERCICES ET CONSEILS GENERAUX Quatrièmement: • Si on bloque encore, penser à faire le lien avec les réponses/exercices précédents • Mais si on ne comprend vraiment rien, on ne perd pas de temps on passe à l’exercice suivant • De précieux points se trouvent plus loin… • Généralement, ne pas bloquer plus de 10 minutes en début d’épreuve sur un même exercice MECANISMES PARTICULIERS ACETALISATION Mécanisme qui tombe très souvent dans les examens Connaître le mécanisme (pas très difficile) Réaction de protection des carbonyles RCO + n(R-OH) R-C-(OR)2 O R1 R2 + [H+] 2 R3 OH (carbonyle + alcool acétal) OR3 OR3 R1 R2 REDUCTION PAR LES HYDRURES MIXTES LiAlH4 ou NaBH4 Mécanisme mal expliqué dans le polycopié Retenir surtout le bilan • Carbonyle + hydrure mixte Alcool Oxydo-réduction ! • Carbone du carbonyle est réduit (nombre d’oxydation +II à +I) ANNEXES ECHELLE DE pKA Principe : • Acide et base conjuguées • Un élément de pKa élevé déprotone un élément de pKa plus faible • Intérêt pour savoir quoi mettre dans le milieu en présence d’un élément de certain pKa ECHELLE DE pKA FICHE BILAN FONCTION TRIVALENTE R-COOH + H+ + R-OH R-COOR + H20 R-COZR + OH- R-COO- + R-ZH (hydrolyse d’un ester : Z = N ou O) R-COX + R-ZH R-COZR + X(acylation) 2 R1-COOR2 + B R2OO-C-R1-COR1 (estérification) (condensation) R-(COOH)2 RCOOH + CO2 (décarboxylation par chauffage, catalyse H+) R-COOH-COR R-COR + CO2 + H20 (décarboxylation par chauffage, catalyse OH-) MERCI BON COURAGE BONNE REUSSITE
