Molécule organique et réaction organique Flashcards
A regarder
Quelles sont les différentes représentations d’une molécule ? (ici l’exemple c’est le C4H10O)
Que va engendrer une réaction organique ?
Elle va engendrer la réorganisation des électrons de valence
Quels sont les deux types de formation de liaison chimique ?
Quelles sont les deux façons de rupture et de formation de liaisons dans les réactions organiques ?
- de façon spontanée
- de façon concertée
Quelles sont les deux circonstances possibles d’une rupture et formation de liaisons de façon spontanée ?
Que se passe-t-il dans la première situation quand l’électronégativité de Y EN(Y) > EN(C) ?
Que se passe-t-il dans la première situation quand l’électronégativité de Z EN(Z) < EN(C) ?
Quels sont les types de réaction (rupture et formation de liaison) de façon concertée ?
Expliquez la première situation
Pour que X se lie à C, il va interagir avec l’orbitale σ* de la liaison C-Y ce qui va déstabiliser la liaison et même la rompre, cet orbitale devient alors l’orbitale σ de la nouvelle liaison C-X
Expliquez la seconde situation
Pour que X se lie à C, il va interagir avec l’orbitale π* parce que plus proche en énergie et libre, il y aura donc rupture de double liaison et formation d’une nouvelle liaison
Que représentent les réactifs A et B dans cette réaction
A est l’accepteur d’électrons, un réactif électrophile, un atome avec une orbitale vacante
B est le donneur d’électrons, un réactif nucléophile, un atome avec un doublet d’électrons
Que possède un accepteur d’électrons (réactif électrophile) ?
Il possède une charge ou charge partielle positive et peut alors s’écrire de la forme
Que possède un donneur d’électrons (réactif nucléophile) ?
Il possède une charge ou charge partielle négative et peut alors s’écrire de la forme
Quelles sont les 2 méthodes pour former des liaisons selon le mode hétérolytique ?
Que représentent les molécules Y de ces réactions ?
Ce sont des groupements conservant le doublet d’électrons après rupture de la liaison et sont donc sous ces 2 formes
Comment sont appelés ces groupements ?
Ce sont des nucléofuges ou groupes partant (GP)
Quels sont les deux types de nucléofuge ?
Qu’induisent les différentes réactivités des nucléophiles, électrophiles et groupes partants ?
Un meilleur nucléophile ou électrophile induit une augmentation du niveau d’état d’énergie des réactifs, un meilleur groupe partant induit quant à lui une diminution du niveau d’énergie de l’état de transition
Qu’induisent en général une meilleure réactivité de nucléophile, électrophile ou encore groupe partant ?
A quoi est liée l’électrophilie d’un même atome à l’origine du classement des électrophiles ?
Elle augmente avec la déficience électronique et baisse avec l’encombrement stérique
Quelle est l’OM impliquée des électrophiles ?
C’est l’OM vide impliquée la plus basse en énergie, par exemple :
A quoi est liée la nucléophilie à l’origine du classement des nucléophiles ?
- pour des atomes différents, elle augmente avec la polarisabilité
- pour un même atome, elle augmente avec la densité électronique (basicité) et baisse avec l’encombrement stérique
Quelle OM est impliquée chez les nucléophiles ?
C’est l’OM la plus haute en énergie, par exemple :
En général, à quoi liée l’aptitude nucléofuge ?
Elle augmente avec la stabilité
Pour des cas plus précis, à quoi est liée l’aptitude nucléofuge ?
- pour des atomes différents, elle augmente avec la polarisabilité
- pour un même atome, elle baisse avec la basicité
Quelle remarque pouvons-nous constater avec le lien entre la basicité et l’aptitude nucléofuge ?
Certains anions trop basiques sont de très mauvais GP
Quelles sont les principales classes de réactions ?
- réactions acide + base (de Brönsted)
- réactions oxydant + réducteur
- réactions nucléophile + électrophile
Quels sont les différents transferts selon les réactions ?
- acide + base = transfert rapide H+ entre 2 couples
- oxydant + réducteur = transfert d’e- entre 2 couples
- nucléophile + électrophile = réorganisation des atomes et des e- = barrière cinétique
Quels sont les couples de référence des différentes réactions ?
- acide base : Solv H+/ Solv (H3O+/H2O dans l’eau)
- oxydant réducteur : H+/H2
- nucléophile électrophile : pas de couple de référence, beaucoup de combinaisons possibles
Quels sont les référentiels des différentes réactions ?
- acide base : référentiel thermodynamique (pKa = -logKa)
- oxydant réducteur : référentiel thermodynamique (E° = -ΔrG°/nF)
Comment se fait la classification des réactions organiques nucléophile + électrophile ?
En fonction de leur bilan
Quels sont les principaux types de réactions organiques ?
- les substitutions
- les additions
- les éliminations
- les isomérisations
En quoi consiste la substitution et quel est le bilan de la réaction ?
Un atome ou groupe d’atomes est substitué par un autre
Comment s’appelle une substitution lorsque le GP (groupe partant) est remplacé par un nucléophile ?
C’est une substitution nucléophile (SN)
Quels sont les différentes substitutions organiques lorsque le GP est remplacé par un nucléophile ?
- Quand C est en sp3 la réaction se fait selon un mécanisme SN1 ou SN2
- Quand C est en sp2 la réaction se fait selon un mécanisme addition / élimination
En quoi consiste l’addition et quel est le bilan de la réaction ?
2 atomes (ou groupes d’atomes) se fixent sur une insaturation
Quelles sont les différentes additions organiques selon le réactif ?
En quoi consiste l’élimination et quel est le bilan de la réaction ?
2 atomes ou groupes partent pour créer une insaturation
Quelle est la caractéristique de l’isomérisation ?
Bilans et mécanismes variés
Donner un exemple d’isomérisation
Une tautomérie
Qu’est-ce que la régiochimie ?
C’est lorsqu’une réaction peut former plusieurs régioisomères (isomères de position)
Quels sont les deux types de réaction en régiochimie ?
Une réaction non régiosélective (mélange équimolaire) et une réaction régiosélective
Qu’est-ce que la stéréochimie ?
C’est lorsqu’une réaction peut former plusieurs stéréoisomères
Quels sont les deux types de réaction en stéréochimie ?
Une réaction non stéréosélective (mélange équimolaire) ou stéréosélective
Quelles sont les étapes des études des mécanismes réactionnels ?
1) Etablir un bilan de réaction
2) Analyser ce bilan
3) Collecte de données expérimentales
4) Ecriture du mécanisme réactionnel
En quoi consiste l’analyse de bilan ?
- Etudier la réactivité des molécules de départ
- Identifier les différents fragments des réactifs et des produits
- Repérer les liaisons qui ont été rompues et formées
Que faire à partir de cette analyse ?
On peut faire des propositions de connections et disconnections
En quoi consiste la collecte de données expérimentales ?
- Etudier la cinétique
- Etudier la stéréochimie
- Etudier la régiochimie
- Etudier les effets de solvant
Que faire à partir de cette collecte de données expérimentales ?
On peut proposer des mécanismes
En quoi consiste l’écriture du mécanisme réactionnel ?
- Séquence d’étapes élémentaires (A/B, Redox, Nu/E)
- Flèches = déplacements d’e- qui partent du doublet
- Respecter la valence des atomes et indiquer la charge nette
