Hydrogénation : Passage De L’Alcène À L’Alcane

Question 1

Que signifie hydrogénation ?

Answer 1

Addition de H2 : on met un H sur chacun des C

Question 2

Que peut-on dire du caractère thermodynamique de l’hydrogénation ? Qu’en conclut-on ?

Answer 2

Réaction très exothermique ⇒ favorisée à très basse température ⇒ très lente ⇒ nécessite d’utiliser un catalyseur

Question 3

Qu’utilise-t-on comme type de catalyseur pour l’hydrogénation de l’alcène ?

Answer 3

Des métaux de type Pt, Pd ou Ni

Question 4

Pourquoi la catalyse de l’hydrogénation de l’alcène est-elle hétérogène ?

Answer 4

Car le catalyseur est solide dans une phase liquide

Question 5

Pour un catalyseur solide, où se déroule la réaction ?

Answer 5

À la surface du catalyseur

Question 6

Justifier qu’on utilise de la poudre de platine et non pas une tige de platine comme catalyseur pour l’hydrogénation des alcènes

Answer 6

Le catalyseur doit offrir la plus grande surface possible, car la réaction a lieu à sa surface, on utilise donc de la poudre

Question 7

Qu’appelle-t-on surface spécifique d’un catalyseur ?

Answer 7

C’est la surface de catalyseur exposée par g de catalyseur (m².g-1)

Question 8

Donner trois catalyseurs classiques pour l’hydrogénation des alcènes

Answer 8

Question 9

Qu’a le Ni de Raney de spécial ?

Answer 9

Question 10

Quelle est la réaction d’hydrogénation la plus simple ?

Answer 10

= + H2 → —

Question 11

Qu’est-ce qui joue sur la vitesse de réaction de l’hydrogénation de l’alcène ?

Answer 11

Plus l’alcène est substitué (encombré), plus la vitesse diminue

Question 12

Quelle est la conséquence de l’influence de l’encombrement des alcènes sur la vitesse de la réaction d’hydrogénation ? Comment ?

Answer 12

Puisque certaines hydrogénations vont se faire plus vite, on peut envisager de ne faire réagir que les liaisons les moins encombrées (en utilisant des catalyseurs peu efficaces pour augmenter les différences relatives de vitesse)

Question 13

Que peut-on dire de la stéréochimie de la réaction d’hydrogénation ? Justifier avec un exemple

Answer 13

Elle est donc diastéréospécifique (ne sélectionne que 2 des 4 stéréoisomères et ceux-ci dépendent du diastéréoisomère initial)

Question 14

Quelle est la première chose à faire lorsqu’on trace les produits d’une réaction d’hydrogénation ?

Answer 14

Tracer les H qui partent vers le haut sur une molécule et directement tracer les H qui partent vers le bas sur une autre molécule, pour être sur de ne pas oublier la moitié des produits

Question 15

Quelles sont les étapes de la catalyse hétérogène ?

Answer 15

Question 16

Quels sont les deux types d’adsorption ?

Answer 16

• chimisorption
• physisorption

Question 17

Qu’appelle-t-on «chimisorption»

Answer 17

C’est l’adsorption par liaison avec le catalyseur

Question 18

Qu’appelle-t-on «physisorption»

Answer 18

C’est l’adsorption par interaction de Van de Waals

Question 19

Lors de la catalyse de la réaction d’hydrogénation, comment le produit est-il accroché au catalyseur ?

Answer 19

Par les H

Question 20

Expliquer la possibilité de diastéréosélection de la réaction d’hydrogénation ?

Answer 20

Si une des faces de l’alcène est plus encombrée, le catalyseur (et donc les H) se fixent préférentiellement sur la face la moins encombrée

Question 21

Lors d’une hydrogénation, l’adsoption est elle une chimisorption ou une physisorption ?

Answer 21

• Chimisorption lors de l’accroche des réactifs
• Physisorption lorsqu’ils se sont transformés en produit

Question 22

Peut-on hydrogéner des alcynes ?

Answer 22

Oui

Question 23

Donner la chaine de réactions de l’hydrogénation des alcynes

Answer 23

Question 24

Qu’appelle-t-on «catalyseur empoisonné» ?

Answer 24

Il est éventuellement possible de s’arrêter à l’alcène lors de l’hydrogénation de l’alcyne si on utilise un catalyseur peu efficace, appelé «catalyseur empoisonné»

Question 25

Quel est le catalyseur empoisonné que l’on utilise généralement ?

Answer 25

C’est le Pd de Lindler

Question 26

Peut-on hydrogéner n’importe quelle double liaison ?

Answer 26

Les doubles liaisons C=O et C=N ne sont pas réactives dans les conditions usuelles de cette réaction.

On ne fait pas non plus d’hydrogénation sur le benzène.

Question 27

À quoi fait-on attention avec le benzène ?

Answer 27

On ne lui fait jamais les réactions classiques qu’on voit

Question 28

Qu’est-ce que le catalyseur de Wilkinson ?
Donner sa géométrie et sa représentation

Answer 28

Question 29

Quel est l’intérêt de la catalyse homogène ?

Answer 29

Elle est souvent plus efficace et beaucoup plus sélective

Question 30

Comment est modifiée la réaction d’hydrogénation par l’utilisation du catalyseur de Wilkinson ?

Answer 30

Pas trop de différence, la réaction est encore stéréospécifique SYN

Question 31

Comment sont modifiées la chimiosélectivité, la régiosélectivité et la stéréosélectivité de la réaction d’hydrogénation en passant par une catalyse homogène (catalyseur organométallique)

Answer 31

• chimiosélectivité : inchangée, C=O et C=N ne réagissent toujours pas
• régiosélectivité : il est plus facile d’hydrogéner uniquement les liaisons C=C les moins encombrées
• stéréosélectivité : inchangée, toujours stéréospécificité SYN

Question 32

Quel est l’intérêt d’utiliser un catalyseur organométallique cationique (catalyse homogène) ?

Answer 32

Ils sont très efficaces

Question 33

Quel est l’intérêt d’utiliser un catalyseur organométallique chiral (catalyse homogène) ?

Answer 33

La catalyse asymétrique permet d’obtenir des excès énantiomériques

Question 34

Qu’appelle-t-on excès énantiomérique ee ?

Answer 34

ee = différence de proportions / somme des proportions

Question 35

Comment appelle-t-on la surface de catalyseur exposée par g ?

Answer 35

Surface spécifique

Question 36

Quelles sont les deux sélectivités que l’on peut envisager pour la réaction d’hydrogénation ?

Answer 36

• ne faire réagir que sur les liaisons les moins encombrées
• ne faire réagir que sur les alcynes

Question 37

Expliquer pourquoi l’hydrogénation est une addition SYN

Answer 37

Car elle se fait à la surface du catalyseur, où sont accrochés les H, qui doivent donc nécessairement s’accrocher du même côté

Question 38

Qu’est-ce que la «catalyse homogène» ?

Answer 38

C’est la catalyse par des métaux pourvus de grosses chaînes carbonnées et qui sont ainsi solubilisés