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UNIVERSITE IBN TOFAIL FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DE CHIMIE KENITRA DIPLOM

UNIVERSITE IBN TOFAIL FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DE CHIMIE KENITRA DIPLOME UNIVERSITAIRE SUPERIEUR (D.U.S) Production Industrielle & Gestion de Projets Option : Traitements de surface dans les industries Aéronautiques et Automobiles. Module Chimie Organique (Exercices corrigés) Dr. D. CHEBABE Année Universitaire 2015/2016 TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe Série n° 1 EXERCICE I Donner en nomenclature systématique (UICPA) les noms des composes suivants: C H3 CH CH2 CH2 CH3 CH3 C H3 CH CH2 CH2 CH3 CH2 CH3 C H2 CH3 C H3 CH3 CH3 CH3 CH3 C H3 CH2 CH CH CH2 CH3 CH3 CH2 C H3 C H3 Me EtEt Me Me CH3 C H3 CH3 C H3 CH3 CH3 C H3 CH2 C H3 CH3 CH3 CH3 CH3 C H3 C CH CH2 C O H CH C C H3 CN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe C H3 CH N C H3 CH2 CH3 CH2 C O H C H2 CH CH CH CH C H CH2 C CH Ph CO2H CO2H CN CN C O OEt O CH3 Cl CH3 C H3 HC CH CH2 CH C O H CH2 C H3 C O O Et EXERCICE II Donner la formule semi-développée des composes nommés ci-dessous : 1- 4-isobutyl-2,5,5-triméthylheptane. 2- 3-éthyl-66isopropyl-2,2,7,8-tetraméthyl-5-néopentyldécane. 3- 2,3,5-triméthyl-4-propylheptane 4- 1-cyclopropyl-2-nitrohexane 5- 1-(prop-2-ényl)cyclohex-1-ène 6- 4-vinylnon-6-èn-2-yne 7- 5-(but-1-èn-3-ynyl)-7-éthynylnon-1,3,6-trièn-8-yne 8- 3-méthyl-1-(5-méthylcyclopent-1-ényl)pent-1-ène-4-yne 9- 3-bromo-1-méthylcyclohexa-1,4-diène 10- 3-chloro-7-méthoxy-3-méthyloct-5-éne-2-ol 11- 2-amino-5-hydroxyhex-3-ènedial 12- 2-amino-4-cyano-3-éthoxypent-2-énamide 13- 4-hydroxy-4-(prop-1-ényl)octa-2,5-diynal 16 17 18 19 20 21 22 23 TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe Correction de la Série n° 1 Exercice I : 1- 2-méthylpentane 2- 4-éthyl-2-méthylhexane 3- 4-éthyl-2,3-diméthyloctane 4- 3-éthyl-4-méthylhexane 5- 4,6-diéthyl-3,6,8-triméthyldécane 6- 4-méthyl-5-(1-méthylpropyl)décane 7- 5,6-bis(1-méthylpropyl)décane 8- 2,3,6-triméthyl-5-propyloctane 9- 2,5-diméthyl-4-(2-méthylpropyl)héptane 10- 4-propyloct-2-ène 11- 4-éthyloct-1,6-diène 12- 4-éthylhept-1-yne 13- 4-butyloct-1,5-diyne 14- 4-propylhex-1-ène-5-yne 15- 2-méthyl-4-oxobut-2-ènenitrile 16- 3-(N-éthylN-méthylamino) Butanal 17- 5-éthynylhept-1,3,6-triène 18- Acide 7-(buta-1,3-diènyl)-2-(1- phénylpropyl)oct-3-ènedioique 19- Cyclohexanecarbonitrile 20- 2-cyanobenzoate d’éthyle 21- 3-chloro-4-méthylcyclohex-2-ènone 22- 1,4-diméthylcyclopent-1,3-diène 23- 3-formylhept-5-énoate d’éthyle TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe Exercice II : TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe 7°) 5-(but-1-èn-3-ynyl)-7-éthynylnon-1,3,6-trièn-8-yne C H2 CH CH CH CH CH CH CH C 1 CH C 1 C 1 C 1 CH CH 8°) 3-méthyl-1-(5-méthylcyclopent-1-ényl)pent-1-ène-4-yne C H CH CH C H3 47 C 1 CH CH3 TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe - TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe Série n° 2 EXERCICE I On donne les valeurs de pka : A=3,77 ; B=4,76 ; C=4,86 ; D=4,90 ; E=5,O5 Attribuer à chaque lettre un des acides suivants : C3H7 COOH; CH3COOH; (CH3)3COOH; C2H5COOH; HCOOH EXERCICE II Pourquoi les composes suivants présentent-ils un certain caractère acide? CH 3 - NO2 CH3 – CO –CH2 – CO – CH3 EXERCICE III Ecrire les formes limites pour chacun des composes suivants : a) b) C H3 O CH CH CH2 Cl OMe c) H C H C H CH3 O EXERCICE IV Donner l’ordre de basicité des composés suivants : NH2 (CH3)3N C H3 NH2 EXERCICE V Le pyrole C4H5N et la pyridine C5H5N sont des hétérocycles à caractère aromatique, donc plans. 1°) En représentant schématiquement les orbitales assurant les liaisons δ et π de ces molécules, montrer que la paire libre de l’atome de l’azote participe à la délocalisation dans la molécule du pyrole mais pas dans la molécule de pyridine. 2°) Comparer la basicité de ces deux composés. TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe Correction de la Série n° 2 EXERCICE I 1°) plus pka est petit plus l’acide est fort. Un acide est dit fort s’il libère facilement son proton H+ (selon Bronchted). Donc pour classer ses acides selon acidité croissante, on classe dans le même sens les effets inductifs attracteurs des groupements liés au CO2H. Sur la base de cette analyse on obtient le classement suivant : (CH3)3COOH < C3H7 COOH < C2H5COOH < CH3COOH < HCOOH E D C B A EXERCICE II Les composés suivants : CH 3 - NO2 et CH3 – CO –CH2 – CO – CH3 présentent un caractère acide car dans le premier composé, le composé nitré possède un hydrogène mobile en position α, et le composé dicarbonylé possede un Hydrogène très mobile placé en position α des deux cétones. EXERCICE III a°) O CH3 O CH3 O CH3 O CH3 + + + b°) C H3 O CH CH CH2 Cl C H3 O CH CH2 Cl CH + c°) CH2 CH C O CH3 CH2 CH C O CH3 + EXERCICE IV L’ordre de basicité des composés suivants : C H3 NH2 NH2 (CH3)3N TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe Le méthylamine, l’aniline et le triméthylamine sont des composés qui présentent des propriétés plus au mois basiques dues à la disponibilité du doublet libre de l’azote. Dans le cas de l’aniline le doublet libre de l’amine n’est pas disponible du fait qu’il participe à la conjugaison dans la molécule. Le triméthylamine à trois effets donneurs (+I), donc il est plus basique que le méthylamine. De ce fait le classement de basicité de ces trois composés est comme suit : (CH3)3N > C H3 NH2 > NH2 EXERCICE V - Dans le cas de la pyridine, L'atome d'azote est hybridé sp2. Un électron est dans l'orbitale pz , il participe à la conjugaison. Les deux électrons sont dans l'orbitale non liante de type sp2 de l'atome d'azote et constituent une paire non- liante . La molécule possède 6 électrons pi, soit N = 1 : elle est bien aromatique. Donc la paire libre de l’atome de l’azote ne participe pas à la délocalisation dans la molécule. - Dans le cas du pyrole, l’atome d’azote est hybridé sp2 et le cycle est plan. Deux électrons sont dans l’orbitale pz et participent à la conjugaison. Le doublet non- liant de l’atome d’azote est un doublet . 2°) De l’analyse précédente, on déduit que La pyridine est plus basique que la molécule du pyrole. TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe Série n° 3 EXERCICE I L’étude cinétique de la réaction de Cl- sur les composés suivants (seule la substitution est envisagée) : 1°) Bu – OH 2°) tBu – OH A donné les résultats suivants : V1 = K1 [Bu - OH]. [Cl-] V2 = K2 [tBu - OH] Quel est le mécanisme de ces réactions ? EXERCICE II Le 3-chloro-3-méthyl pent-1-ène traité par OH- donne une réaction dont la cinétique montre qu’elle est exclusivement SN1. Cependant, on obtient deux alcools différents. Donner les mécanismes réactionnels et justifier l’obtention des deux alcools. EXERCICE III 1°) Le 2-chloro-3-phényl butane A de configuration 2R, 3S est traité par une solution concentrée de potasse à chaud. La réaction donne naissance à un produit majoritaire B. Sachant que la vitesse de la réaction est donnée par l’équation V = K [A] [KOH]. Déduire la stéréochimie du produit B en faisant appel au mécanisme de la réaction. 2°) Le même produit A est traité par une solution diluée de potasse à froid, on obtient un alcool C de configuration 2S, 3S. A l’aide du mécanisme de la réaction, expliquer la stéréochimie de l’alcool C. TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe EXERCICE IV On considère les réactions suivantes : 1) CH3 Cl2 h A 2) HBr B peroxyde CH3 CH CH2 3) AlCl3 C CH3 C O Cl + 4) B r2 D C H 3 C H C H 2 Donner la structure de A à D et préciser les mécanismes de ces réactions. EXERCICE V Une synthèse stéréospécifique de l’acide maléique à partir de l’acide chloro succinique s’effectue par la réaction : O H H CH2CO2H CO2H Cl H CH2CO2H HO2C KOH Conf. R Conf. S Déduire l’ordre de vitesse et écrire son équation. Donner le mécanisme de la réaction. EXERCICE VI La réaction de l’éthanolate de sodium avec le 2-bromo-3-méthyl pentane (2R, 3S) conduit à deux composés A et B, la vitesse de la réaction est de 2ème ordre. a) Donner les mécanismes de formation et les structures des deux produits sachant que A est obtenu par substitution et B par élimination. b) Déterminer la configuration R et S pour le composé A, Z et E pour le composé B. TD de Chimie Organique D.U.S Dr. D. Chebabe Correction de la Série n° 3 EXERCICE I L’étude cinétique de la réaction de Cl- sur les composés suivants (seule la substitution est envisagée) : 1°) V1 = K1 [Bu - OH]. [Cl-] C3H7 OH H H Cl C3H7 Cl H H OH- + 2°) V2 = K2 [tBu - OH] CH3 OH C H3 CH3 CH3 C H3 CH3 CH3 C H3 CH3 Cl CH3 Cl C H3 CH3 CH3 Cl CH3 CH3 I II + + + Puisque le carbone n’est pas chiral (n’est pas asymétrique), ces deux produits sont identiques. (I = II) EXERCICE II CH Cl C H3 C2H5 CH C H3 C2H5 OH- CH OH C H3 C2H5 CH O H CH3 C2H5 CH2 CH C H3 C2H5 CH2 CH2 CH2 uploads/Industriel/ td-dus-1-pdf.pdf