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LES ALCENES
1. Structure et nomenclature
1.1 Structure
Les alcènes aliphatiques (acycliques) ont pour formule brute CnH2n.
Les alcènes cycliques ont pour formule brute : CnH2n-2
1.2 Nomenclature
a) Alcènes aliphatiques (acycliques)
Alcènes linéaires
Alcènes ramifiés
H3C
CH3
CH2 CH
CH
H3C
C
CH3
CH
pent-2-ène
CH3
2-méthylbut-2-ène
b) Alcènes cycliques
CH
HC
CH2
H2C
CH2
CH2
cyclohexène
2. Réactivité chimique
La présence de la double liaison rend les alcènes plus réactifs que les alcanes. Cette
double liaison C=C est le site réactif. Les réactions des alcènes sont donc essentiellement des
réactions d’additions électrophiles.
2.1 Additions électrophiles
a) Equation bilan
R
δ+ δ−
CH CH2
+
δ+ δ−
H A
A
R
CH CH3
Lors de l’addition électrophile d’un composé de type H-A sur un alcène, le A- se
fixe sur le carbone le plus substitué (l’atome d’hydrogène se fixe sur le carbone de la double
liaison le plus hydrogéné). C’est la règle de Markovnikov.
b) Addition des halogénures d’hydrogène H-X : hydrohalogénation
- Aspect expérimental : Cette réaction se déroule en milieu polaire pour
cela, on utilise un solvant polaire.
- L’équation bilan s’écrit :
R
δ+ δ−
CH CH2
+
δ+
H
δ−
X
X
R
CH CH3
- Mécanisme de cette réaction en milieu polaire
H
+
CH CH2
R
H
X
+
CH CH2
R
+
X
-
X
+
CH CH2
R
+
X
-
CH CH2
R
H
H
L’étape 1 conduit au carbocation le plus stable donc l’atome d’hydrogène se fixe
préférentiellement sur le carbone le plus hydrogéné.
c) Hydratation : addition de l’eau
- Aspect expérimental : Cette réaction nécessite une catalyse acide. Il
faut un acide fort, source de H+. On utilise H2SO4 ou H3PO4.
- L’équation bilan s’écrit :
δ+ δ−
CH CH2
R
+
HO
δ+ δ−
H OH
H+
R
CH CH3
- Mécanisme de cette réaction :
H
+
CH CH2
R
+
H
R
H
O
+
CH CH2
R
+
H2O
+
O
R
+
CH CH2
H
CH CH2
R
H
H
+
H
H
HO
R
CH CH2
CH CH2
+
+
H
H
H
2.2 Hydrogénation catalytique : la catalyse hétérogène (réaction entre l’alcène et le
dihydrogène)
- Aspect expérimental : On utilise un catalyseur solide, un métal : Platine Pt,
Nickel Ni ou Palladium Pd. Les réactifs (alcène et dihydrogène) étant gazeux et le catalyseur
solide, la catalyse est dite hétérogène.
- L’équation bilan s’écrit :
R
CH CH2
+
catalyseur
(Ni, Pt ou Pd)
H
H
H
R
CH CH3
2.3 Oxydations
2.3.1 Oxydations fortes
a) Ozonolyse
- Aspect expérimental : la réaction se déroule en deux étapes,
ozonation (action de l’ozone O3 sur l’alcène) puis hydrolyse réductrice. Pour réaliser cette
hydrolyse réductrice on utilise un métal réducteur (le zinc) et un milieu acide (acide acétique
par exemple). L’hydrolyse réductrice a pour but de protéger les fonctions aldéhydes si elles
existent. Si l’hydrolyse ne s’effectue pas en milieu réducteur, l’eau oxygénée formée entraine
l’oxydation de la fonction aldéhyde en acide carboxylique. Le zinc a donc pour rôle de réduire
l’eau oxygénée qui se forme dans le milieu.
- L’équation bilan s’écrit :
R3
R1
C
R2
R1
1) O3
C
C
2) Zn, H+
H
R3
O
+
O
R2
C
H
b) Action du permanganate de potassium concentré à chaud
- Aspect expérimental : MnO4- est un oxydant puissant. Utilisé à
chaud et concentré, en milieu, il provoque une oxydation forte des alcènes. Dans ce cas les
fonctions aldéhydes sont oxydées en acides carboxyliques.
- L’équation bilan s’écrit :
R1
C
R2
R3
MnO4-
R1
C
R3
C
H
O
+
O
R2
R1
MnO4-
C
C
R2
H
R3
O
+
O
C
OH
2.3.2 Oxydation douce : action du permanganate dilué
- Aspect expérimental : Le permanganate dilué en solution neutre réagit à
froid avec les alcènes en donnant un diol.
- L’équation bilan s’écrit :
R1
C
R2
R3
MnO4-
C
R1 R3 H
C
H
0°C, pH 7
C
R2 OH OH