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Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR

Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR – SFA Licence 2 Prof. Mamyrbékova-Békro Janat 1 SOMMAIRE Chapitre I. HYDROCARBURES SATURES (ALCANES) I.1. Généralités I.2. Conception de l’hybridation sp3 (ou tétragonale) I.3. Principales sources I.4. Procédés d’obtention I.5. Propriétés physiques I.6. Isomérie I.6.1. Stéréoisomérie de conformation : Conformères I.6.2. Représentations spatiales des molécules I.7. Nomenclature I.8. Effets électroniques I.8.1. Effet inductif (I) I.8.2. Effet mésomère(M) I.8.3. Compétition entre I et M I.8.4. Hybride de résonance I.8.5. Influence de I et de M sur l’acido-basicité I.9. Propriétés chimiques I.9.1. Substitution radicalaire (SR) I.9.1.1. Halogénation I.9.1.2. Chlorosulfonation I.9.1.3. Sulfooxydation I.9.1.4. Nitration I.9.2. Sélectivité de la SR Chapitre II. HYDROCARBURES INSATURES (ALCENES) II.1. Généralités II.2. Conception de l’hybridation sp2 (ou trigonale) II.2.1. Structure trigonale (ou plane) du C hybridé sp2 II.2.2. Structure de la double liaison C = C II.3. Etat naturel. Propriétés physiques II.4. Nomenclature II.5. Isomérie II.5.1. Isomérie structurale II.5.2. Isomérie géométrique: diastéréoisomérie Z et E II.6. Préparation des alcènes II.6.1. Craquage du pétrole (de la fraction pentanique) II.6.2. Déshydrogénation des alcanes Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR – SFA Licence 2 Prof. Mamyrbékova-Békro Janat 2 II.6.3. Déshydratation catalysée des alcools II.6.4. Préparations par réactions d’élimination ionique II.6.4.1. Déshydratation acido-catalysée des alcools II.6.4.2. Déshydrogénation baso-catalysée d’halogénoalcanes II.6.6. Hydrogénation des hydrocarbures insaturés II.7. Propriétés chimiques II.7.1. Réactions d’addition électrophile (AE) II.7.1.1. AE d’hydrogénohalogène (HX) : hydrohalogénation II.7.1.2. AE de H2O (hydratation) par catalyse acide II.7.1.3. AE de Cl2 ou Br2 (dihalogénation) II.7.1.4. AE de l’acide hypohalogéneux (HOX) II.7.1.4.1. Cas de l’acide hypochloreux (HOCl) II.7.1.4.2. Cas de l’acide hypobromeux (HOBr) II.7.1.5. AE d’halogénoalcanes RX II.7.2. Hydrogénation (réduction): Cis- Addition catalytique II.7.3. Addition des boranes : hydroboration II.7.4. Oxymercuration : AE II.7.5. Addition radicalaire (AR) régiosélective de HBr II.7.6. Substitution radicalaire (SR) sur un carbone allylique II.7.7. Bromation par N-bromosuccinimide (NBS) II.7.8. Réactions d’oxydation II.7.8.1. Oxydations ménagées de la C=C II.7.8.1.1. Cis – dihydroxylation (réaction de Wagner) II.7.8.1.2. Oxydation électrophile de l’éthylène : méthode industrielle de préparation de l’oxyde d’éthylène II.7.8.2. Oxydation brutale des alcènes : coupure oxydante de la C=C II.7.8.2.1. Oxydation des oléfines-1 en présence de PdCl2 II.7.8.2.2. Ozonolyse II.7.9. Hydroformylation Chapitre III. HYDROCARBURES INSATURES (ALCYNES ) III.1. Généralités III.2. Conception de l’hybridation sp (ou digonale) III.3. Etat naturel III.4. Nomenclature III.5. Procédés d’obtention III.5.1. Préparation industrielle de l'acétylène (éthyne) Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR – SFA Licence 2 Prof. Mamyrbékova-Békro Janat 3 III.5.2. Pyrolyse du méthane (méthode industrielle) III.5.3. Préparation d'alcynes par double élimination (E2) de dihalogénoalcanes III.5.4. Préparation d'alcynes disubstitués par alkylation d'alcynures III.5.5. Préparation par le réactif de Grignard III.5.6. Préparation à partir de cétone III.6. Réactivité III.6.1. Acidité faible des alcynes vrais III.6.2. Réactivité des alcynures comme nucléophiles III.6.3. Nucléophilie de la triple liaison: AE III.6.3.1. AE de dihalogène (X2) III.6.3.2. AE d'hydrogénohalogène (ou hydracide HX) III.6.3.3. AE acido-catalysée de H2O: hydratation des alcynes III.6.4. Vinylation (Addition nucléphile) III.6.5. Réduction de la C≡C III.6.5.1. Hydrogénation catalytique III.6.5.2. Réduction par un métal alcalin (réaction de Birch) III.6.6. Oxydation de la de la C≡C III.6.6.1. Oxydation brutale III.6.6.2. Oxydation douce III.6.6.2.1. Hydroboration oxydante en milieu basique III.6.7. Réactions d’isomérisation III.6.8. Réactions de polymérisation Chapitre IV. CYCLOALCANES ET CYCLOALCENES IV.1. Définition IV.2. Nomenclature IV.3. Méthodes d’obtention IV.3.1. Réaction de Würtz IV.3.2. A partir des sels de calcium IV.3.3. Cyclisation de l’ester malonique IV.3.4. Cyclisation de Diekman IV.3.5. Hydrogénation catalytique du benzène IV.4. Isomérie IV.4.1. Isomérie structurale IV.4.2. Isomérie stérique IV.4.2.1. Conformation Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR – SFA Licence 2 Prof. Mamyrbékova-Békro Janat 4 IV.4.2.2. Cyclopropane IV.4.2.3. Cyclobutane IV.4.2.4. Cyclopentane IV.4.2.5. Cyclohexane IV.5. Propriétés chimiques IV.5.1. Halogénation IV.5.2. Hydrohalogénation IV.5.3. Hydrogénation IV.5.4. Oxydation Chapitre V. LE BENZENE ET SES DERIVES V.1. Benzène V.1.1. Structure V.1.2. Notion d’aromaticité V.2. Réactivité V.2.1. Substitution électrophile (SEAr) V.2.1.1. Mécanisme général de la SEAR V.2.1.2. Principales substitutions électrophiles aromatiques V.2.1.2.1. Nitration aromatique V.2.1.2.2. Sulfonation aromatique V.2.1.2.3. Réactions de Friedel-Crafts V.2.1.2.4. Halogénation aromatique V.2.1.2.5. Réaction de Kolbe-Schmitt V.2.1.2.6. Polysubstitution V.2.1.2.6.1. Réactivité vis-à-vis de la polysubstitution V.2.1.2.6.2. Régiosélectivité V.2.2. Substitution nucléophile aromatique (SNAr) V.2.3. Oxydation V.2.4. Réduction Chapitre VI. HALOGENURES D’ALKYLES VI.1. Généralités VI.2. Classification VI.3. Nomenclature systématique VI.4. Applications des dérives halogénées VI.5. Méthodes de préparation V.5.1. Halogénation radicalaire : SR Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR – SFA Licence 2 Prof. Mamyrbékova-Békro Janat 5 V.5.1.1. Halogénation radicalaire des alcanes V.5.1.2. Halogénation radicalaire des allylalcanes V.5.1.3. Halogénation radicalaire des alkylarènes V.5.2. Halogénation des hydrocarbures insaturés V.5.2.1 Monohalogénation: hydrobromation du but-2-ène V.5.2.2. Dihalogénation d'un hydrocarbure insaturé V.5.3. Halogénation d'alcools V.5.3.1. Halogénation par un trihalogénure de phosphore V.5.3.2. Halogénation par un pentahalogénure de phosphore V.5.3.3. Halogénation par le chlorure de thionyle V.5.4. Halogénation de dérivés carbonylés V.6. Propriétés physiques et caractéristiques des liaisons C–X V.7. Réactivité des halogénoalcanes V.7.1. Réactivité sur le centre électrophile: SN V.7.1.1. Substitution nucléophile monomoléculaire (SN1) V.7.1.2. Substitution nucléophile bimoléculaire (SN2) V.7.1.3. Facteurs orientant vers une SN1 ou SN2 V.7.1.3.1. Structure électronique et stérique du substrat V.7.1.3.2. Nature et force du nucléophile V.7.1.3.3. Nature du nucléofuge V.7.1.3.4. Nature du solvant V.7.2. Réactivité sur le centre acide Cβ : ß-élimination (E) V.7.2.1. Elimination monomoléculaire (E1) V.7.2.2. Elimination bimoléculaire (E2) V.7.3. Compétition entre SN et E V.7.4. Réduction V.8. Halogenure de vinyle (CH2 = CH – Cl) V.8.1. Méthodes d’obtention V.8.2. Propriétés chimiques VI.9. Halogénures d’aryle VI.9.1. Méthodes d’obtention VI.9.1.1. Réaction de Sandmeyer VI.9.1.2. Réaction d’échange VI.9.2. Propriétés chimiques VI.9.2.1. Substitution nucléophile aryne (SNaryne) VI.9.2.2. Substitution nucléophile aromatique (SNAr) Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR – SFA Licence 2 Prof. Mamyrbékova-Békro Janat 6 VI.10. Composés organo-élémentaires VI.10.1. Composés organométalliques (COM) VI.10.1.1. Méthodes d’obtention VI.10.2. Organomagnésiens mixtes ou réactifs de GRIGNARD VI.10.2.1. Préparation VI.10.2.2. Nomenclature VI.10.2.3. Réactivité VI.10.2.3.1. Réactions avec les composés à H labile VI.10.2.3.2. Réactions de SN VI.10.2.3.3. Réactions d’AN Chapitre VII. ALCOOLS VII.1. Classification VII.2. Nomenclature VII.3. Préparation VII.4. Propriétés physiques, liaison hydrogène VII.5. Réactivité des alcools VII.5.1. Propriétés acido-basiques des alcools VII.5.2. Caractère nucléophile des alcools VII.5.2.1. Réaction de Williamson VII.5.2.2. Acétalisation, cétalisation VII.5.2.3. Estérification VII.5.3. Caractère basique des alcools VII.5.3.1. Obtention d’éthers des acides minéraux VII.5.3.2. Déshydratation des alcools : Elimination VII.5.3.3. Halogénation des alcools : Substitution VII.5.3.4. Halogénation par le réactif de Lucas (test de Lucas) VII.5.4. Oxydation des alcools et des glycols VII.5.5. Déshydrogénation des alcools Chapitre VIII. COMPOSES CARBONYLES VIII.1. Nomenclature VIII.2. Préparation VIII.2.1. A partir des alcènes et gaz à eau VIII.2.2. Ozonolyse VIII.2.3. Hydratation d’un alcyne : réaction de Koutchérov VIII.2.4. A partir des halogénoalcanes géminés VIII.2.5. A partir des 1,2-diols Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR – SFA Licence 2 Prof. Mamyrbékova-Békro Janat 7 VIII.2.6. A partir des acides carboxyliques et ses dérivés VIII.2.7. Oxydation des alcools VIII.2.8. Obtention des composés carbonylés aromatiques VIII.2.8.1. Réaction de Gattermann-Koch (1897) VIII.2.8.2. Réaction de Gattermann VIII.2.8.3. Réaction de Reimer-Tiemann VIII.2.8.4. Réaction de Friedel-Crafts VIII.3. Structure – Réactivité VIII.3.1. Réactions sur le centre nucléophile : addition nucléophile (AN) VIII.3.1.1. Addition de dihydrogène H2 VIII.3.1.2. Addition d’ions hydrure (H-) : réduction VIII.3.1.3. AN d’eau (hydratation) VIII.3.1.4. AN d’alcools (acétalisation) VIII.3.1.5. AN du cyanure d’hydrogène VIII.3.1.6. AN des S-Nu VIII.3.1.7. AN d’amines et réactifs azotés divers VIII.3.1.8. Réaction avec PCl5 VIII.3.1.9. Réaction avec les réactifs de Grignard VIII.3.2. Réactions liées à la mobilité d’H en Cα du carbonyle VIII.3.2.1. Equilibre céto-énolique VIII.3.2.2. Halogénation VIII.3.2.3. Alkylation VIII.3.2.4. Aldolisation – Cétolisation – Crotonisation VIII.3.2.5. Réaction de Cannizzaro VIII.3.3. Réduction VIII.3.3.1. Réduction par H2 VIII.3.3.2. Réduction par les hydrures VIII.3.3.3. Réduction du carbonyle en méthylène VIII.3.3 3.1. Réduction de Clemmensen VIII.3.3.3.2. Réduction de Wolff-Kishner VIII.3.3.4. Réduction par les métaux VIII.3.4. Oxydation VIII.3.5. Synthèse de Kiliani- Fischer Université Nangui Abrogoua Cours de Chimie Organique Prof. Békro Yves-Alain UFR – SFA Licence 2 Prof. Mamyrbékova-Békro Janat 8 Chapitre I. HYDROCARBURES SATURES (ALCANES) 1. Généralités Les alcanes sont des hydrocarbures saturés (composés du carbone (C) et de l’hydrogène (H)). De tous les hydrocarbures, les alcanes sont les plus riches en H car étant complètement saturés ; d’où leur nom d’hydrocarbures saturés. On les appelle aussi paraffines ou encore hydrocarbures de la série grasse.  Les formules générales sont : CnH2n+2 en série acyclique (alcanes) ; n ϵ N*(entier naturel non nul) CnH2n en série cyclique (cyclanes) ou alcanes cycliques R–H, R– radical (alkyle) H CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH H H H H H H H H H H H H Squelette hydrocarboné carboné acyclique C C C C C C H Squelette hydrocarboné cyclique Les hydrocarbures saturés sont constitués de liaisons simples ou sigma (σ) C–C (1,54 Å) et C–H (1,10 Å). Les électronégativités de C et H sont voisines (χC= 2,55 et χH= 2,20), c’est pourquoi les liaisons C–H sont très faiblement polarisés. Rappel : Une liaison σ (liaison covalente simple) est un recouvrement électronique d’orbitales atomiques (OA) le long de la ligne qui lie 2 atomes. Plus est le recouvrement des OA est important plus la liaison σ est forte !!!!!! 2. Conception de l’hybridation sp3 (ou tétragonale) L’atome de C possède 6e- dont la uploads/Finance/ microsoft-word-cours-cho-l2.pdf