Chapitre 6 - Les composés benzéniques Flashcards
Quelles sont les deux caractéristiques générales des hydrocarbures aromatiques?
- Très stables
- Aromatique si respecte la règle de Hückel
Quelle est la règle de Hückel?
Définition : Un composé aromatique est un cycle dans lequel sont délocalisés sur l’ensemble du cycle 4n+2 électrons
- doit être délocalisé sur tout le cycle
Réponse
- nombre entier = aromatique
- nombre décimale = pas aromatique
Réactivité de benzène
Quels sont les types de substitution électrophiles? (5)
- Alkylation (R+)
- Halogénation (X+)
- Acylation (RC=O)
- Nitration (NO2+)
- Sulfonation (HSO3)
Qu’est-ce que l’alkylation?
Quel catalyseur est utilisé?
- Électrophile = chaine carbonée +
- catalyseur = AlCl3
Qu’est-ce que le mécanisme de Friedel-Crafts pour l’alkylation? Combien y a-t-il d’étapes?
- Formation de R+ à l’aide du catalyseur
- les électrons du doublet vont combler la case quantique vide
- le AlCl3 devient AlCl4- - Réaction de R+ avec le benzène
- c’est le H+ qui est attqué et non le carbocation pour retrouver son aromaticité = chercher à avoir le produit le plus stable possible et aromatique
Qu’est-ce que l’halogénation?
Électrophile = halogène (X+)
Qu’est-ce que le mécanisme de Friedel-Crafts pour l’halogénation? Combien y a-t-il d’étapes?
- Préparation de X+
- les électrons du doublet vont combler la case quantique vide
- le AlCl3 devient X-AlCl3- + X+ - Réaction de X+ avec le benzène
- produits finaux = benzène + AlCl3 + HCl
Qu’est-ce que l’acylation?
Électrophile = cétone (R-C=O)
Quels sont les étapes de l’acylation?
- Préparation du réactif
- les électrons du doublet vont combler la case quantique vide
- le AlCl3 devient AlCl4- - Mécanisme de substitution
2.1. les électrons de la liaison double du benzène vont sur le C+ du cétone
2.2 Les électrons du AlCl4- vont sur le H+
- produits finaux = benzène + HCl + AlCl3
Quels sont les étapes de l’acylation?
- Préparation du réactif
- les électrons du doublet vont combler la case quantique vide
- le AlCl3 devient AlCl4- - Mécanisme de substitution
2.1. les électrons de la liaison double du benzène vont sur le C+ du cétone
2.2 Les électrons du AlCl4- vont sur le H+
- produits finaux = benzène + HCl + AlCl3
Qu’est-ce que la nitration?
Électrophile = nitro (NO2+)
Quels sont les étapes de la nitration?
- Préparation du réactif
- un doublet de O du HNO3 va sur le H du H2SO4…
- produits finaux =
NO2 (E+) +
H2O (Nu-) +
HSO4- (spectateur) - Mécanisme de substitution
- produits finaux : benzène + H3O+ + HSO4-
Lors de la nitration, pourquoi c’est le H2SO4 qui donne ses protons (H+) et non le HNO3?
Parce que l’acide sulfurique est plus fort que l’acide nitrique, ce qui fait de lui un meilleur donneur de protons (H+)
Qu’est-ce que la sulfonation?
Électrophile = acide sulfonique (SO3H+)
Quels sont les étapes de la sulfonation?
- Préparation du réactif
- un doublet e O du SO3 va sur le H du H2SO4…
- produits finaux =
HSO3+ (E+) +
HSO4- (spectateur) +
H2O (Nu-) - Mécanisme de substitution
- produit finaux = benzène + H30+ + HSO4-
Réaction du benzène substitué (déjà un groupe)
Quels sont les deux types de substitutions?
- substitution électrophile (E+ substitue H+)
- substition nucléophile (Nu- substitue H+)
Qu’est-ce que la nomenclature des benzènes substitutés?
- méta (m)
- ortho (o)
- para (p)
Substitution électrophile sur un cycle benzénique substitué
Que doit-on analyser sur un cycle benzénique avant de faire la substitution électrophile?
- Analyser les groupes fonctionnels déjà présents
- Connaitre les effets inductifs et mésomères des substituants déjà présents (informe sur l’orientation d’une nouvelle substitution électrophile et la rapidité d’exécution)
Pour la substitution électrophile, quelle est la différence entre un activant et un désactivant?
Activant :
- donneur d’électrons
- après la résonance : charges partielles négatives présentes
- δ- = site où les électrophiles vont avoir tendance à s’installer
Désactivant :
- attracteurs d’électrons
- après la résonance : charges partielles positives présentes
- δ+ = site où les électrons (nucléophiles) vonta voir tendance à s’installer
ÉTUDIER LE TABLEAU RÉSUMÉ DE LA PAGE 105 !!!
SUPER IMPORTANT !!!
Qu’est-ce que la régiosélectivité?
Réaction ou l’un des réactifs ou des intermédiaires réactionnels réagit préférentiellement avec certains sites d’un autre réactif parmi plusieurs possibilités, conduisant préférentiellement à certains produits parmi plusieurs possibles.
majo et mino = question d’encombrement stérique
Régiosélectivité
1. Quels substituants sont orientés en ortho et para (o et p)?
2. Quels substituants sont orientés en méta (m)?
- Tous les substituants qui activent le cycle et les halogènes (activants)
- Tous les substituants qui désactivent le cycle moins les halogènes (désactivants forts)
Quelles sont les caractéristiques de la substitution nucléophile sur le benzène?
Ce sont des réactions très difficiles, car le benzène étant une molécule riche en électron est lui-même un nucléophile
Quelles sont les étapes pour une substitution nucléophile sur le benzène substitué?
- NaOH + chaleur
- les électrons du OH- vont au carbone où est l’halogène, puis le carbone donne sa charge négative à l’halogène qui sort
- ajout de OH- et les électrons vont vers le H+, puis les électrons de la liaison vont sur le O - H+
- les électrons du O-Na+ vont sur le H+
Produits finaux :
- benzène avec OH + sel (NaX) + H2O
Quelle est la caractéristique de la substitution radicalaire sur le benzène substitué?
La substitution radicalaire sur le benzène substitué se fait sur la chaîne latérale seulement
Que doit-on faire pour la substitution radicalaire > addition de H2?
C’est de l’application seulement donc pas besoin d’apprendre le mécanisme
- ajoute le nombre de H2 en fonction du nombre de liaisons doubles
- enlève seulement les liaisons doubles dans le cycle
Quelles sont les éléments à savoir/retenir pour la substitution radicalaire > oxydation?
- Cela se fait sur la chaine latérale seulement
- Catalyseur = KMnO4 avec chaleur !! + H3O+
- on ajoute un acide (COOH) sur le premier carbone de chacune des chaînes
