Chimie Organique Partie II Réactions.

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1 Chimie Organique Partie II Réactions

2 Généralités Contrôle d’une réaction Classification des réactifs Conventions d’écriture des mouvements électroniques Mode de coupure d’une liaison Classification des réactions Sélectivité d’une réaction

3 Principaux facteurs contrôlant une réaction
Contrôle de charge L’espèce A est pauvre en e-, B est riche en e- (présence d’un dnl par exemple). A et B s’attirent et vont réagir pour former un nouveau composé : A+ + B-  A-B Contrôle orbitalaire (2ème année) Conditions pour que la réaction se fasse : les orbitales doivent être en phase, proches en énergie, et de symétries « compatibles ». Contrôle stérique Le réactif A aura plus de mal à rejoindre le site +d encombré (à gauche) que le site +d de droite. On parle d’encombrement stérique. En première année, les réactions seront guidées par le contrôle de charge, et dans une moindre mesure, par l’encombrement stérique. On prendra donc grand soin d’étudier la répartition des charges des composés avant d’écrire les réactions.

4 Classification des réactifs Acides et bases
Définitions au sens de Bronsted Acide Toute molécule pouvant libérer un H+ : AH → A- + H+ (A- est la base conjuguée) Quelques exemples (mettre en couleur le H acide) Base Toute molécule pouvant capturer un H+ : B + H+ → BH+ (BH+ est l’acide conjugué) Quelques exemples (mettre en couleur le site basique)

5 Classification des réactifs Nucléophiles et électrophiles
(traduction : qui a une affinité pour les « noyaux » = centres chargés positivement) Concrètement : toute molécule possédant au moins un doublet non liant (riche en électron). Un nucléophile n’est pas forcément chargé <0. Quelques exemples (mettre en couleur le site nucléophile) Electrophile (traduction : qui a une affinité pour les « électrons » = centres chargés négativement) Concrètement : toute molécule ayant une charge >0, une lacune électronique, un atome déficitaire en électrons. Un électrophile n’est pas forcément chargé >0. Quelques exemples (mettre en couleur le site électrophile)

6 Classification des réactifs Différence entre basicité et nucléophilie
Le concept nucléophile/électrophile est un concept de cinétique, et est donc lié aux vitesses de réaction. Le concept acide/base un concept de thermodynamique, et est donc lié aux équilibres de réactions. Exemple : OH- et SH- ont une structure similaire, et sont tous deux basiques et nucléophiles. Concept acide/base pKa (H2O/OH-) = ; pKa (H2S/SH-) = 7 Donc l’acide H2S est plus fort que l’acide H2O Par conséquent la base SH- est plus faible que la base OH- OH- pourra plus facilement que SH-, arracher un H à un même site acide. Concept nucléophile/électrophile Pourtant, le doublet non liant sur S est plus gros que celui de O, car les électrons de ce doublet ont un nombre quantique n = 3 (couche de valence), contre n = 2 pour O. Ils sont donc plus éloignés du noyau et plus disponible pour établir une liaison avec un autre atome. Par conséquent SH- est meilleur nucléophile que OH- SH- réagira plus vite que OH- sur un même site électrophile.

7 Conventions d’écriture des mouvements électroniques
Les mouvements électroniques sont décrits par des flèches précises : flèche à deux pointes (ou dents) flèche à une « pointe » mouvement de deux électrons mouvement d’un électron Ces flèches représentent le mouvement des électrons : elles partent donc des zones riches en électrons (doublet non liant, doublet p d’une double liaison, …) et vont vers des zones plus pauvres en électrons (atome portant une charge +, radical libre, …)

8 Conventions d’écriture des mouvements électroniques (exemples)

9 Les deux modes de rupture d’une liaison
Cassure hétérolytique : exemples Cassure homolytique : exemple

10 Classification des réactions (1ère année)
Substitution Symbole de la réaction : il dépend du réactif A approchant le substrat BC SN : substitution nucléophile si A est un nucléophile SE : substitution électrophile si A est un électrophile Addition Symbole de la réaction AN : addition nucléophile ; si le 1er atome s’approchant de C=D est un nucléophile (il faut voir le mécanisme pour le savoir) AE : addition électrophile ; si le 1er atome s’approchant de C=D est un électrophile

11 Sélectivité d’une réaction
Régiosélectivité Une réaction est dite régiosélective si elle privilégie la formation d’un isomère de constitution B par rapport à un autre isomère C. B et C = isomères de constitution Stéréosélectivité Une réaction est dite stéréosélective si elle privilégie la formation d’un stéréoisomère B par rapport à un autre B’. B et B’ = stéréoisomères Stéréospécificité Une réaction est dite stéréospécifique si elle est stéréosélective et qu’un stéréoisomère A’ de A donne B et B’ dans les proportions inverses. Si B et B’ sont énantiomères, la réaction est dite énantiospécifique. Si B et B’ sont diastéréoisomères, la réaction est dite diastéréospécifique. A et A’ = stéréoisomères B et B’ = retour alcènes

12 La double liaison C=C Caractéristiques et réactions

13 La double liaison C=C Généralités
Importance – Structure – Réactivité – Stabilité Réactions Additions électrophiles Additions électrophiles ioniques addition de HX carbocations géométrie stabilité : effets inductifs, mésomères addition de H2O addition de X2 Additions électrophiles radicalaires Coupure oxydante Ozonolyse

14 Double liaison C=C Importance
On rencontre cette liaison dans de nombreux composés : Alcènes (CnH2n) : éthène propène styrène Dérivés éthyléniques diènes isoprène polyènes cyclènes limonène (reconnaître 2 motifs « isoprène » couplés)

15 Double liaison C=C Structure de la double liaison C=C (1)
Cas de l’éthène Les deux carbones sont AX3E0 La géométrie est donc triangulaire plane avec des angles de base 120°. La double liaison occupe une place plus importante, donc l’angle HCH se resserre. Il y a 5 liaisons à symétrie axiale notées  et une liaison à symétrie plane notée , perpendiculaire au plan de la molécule, et obtenue par interaction des deux OA 2pz des carbones (les signes ne sont pas des charges, mais ceux des OA) C’est la liaison  qui empêche la libre rotation de C=C, d’où l’isomérie Z/E. + + + - - - et forment la liaison  les OA 2pz interagissent lien

16 Double liaison C=C Structure de la double liaison C=C (2)
C-H C-C C=C longueur de liaison (pm) 110 154 134 Energie de liaison (kJ mol-1) 414 348 615 On note que E(C=C) > E(C-C) (C=C plus forte que C-C) Mais : E(C=C) < 2 E(C-C) La liaison double, constituée d’une liaison  et d’une liaison  , n’est pas aussi forte que 2 liaisons simples (liaison ). On en déduit E() < E() La liaison  est plus fragile que la liaison  De plus la liaison  s’étale loin dans l’espace et est très polarisable (déformable) Pour toutes ces raisons, la liaison  donne une grande réactivité aux alcènes. Les alcènes peuvent subir des additions (ouverture de C=C par cassure de la liaison ) Les alcènes sont des nucléophiles

17 Double liaison C=C Réactivité des alcènes
Cassure de la liaison p (fragile et nucléophile) à l’approche d’un électrophile E Réactions d’addition électrophile AE (partie la plus importante) E (électrophile = H+, X∙, …) Cassure des liaisons s et p sous l’action d’un oxydant comme l’ozone O3 Réaction d’ozonolyse

18 Double liaison C=C Stabilité des alcènes
Une méthode pour étudier la stabilité des alcènes est de mesurer leur énergie d’hydrogénation (DH° : énergie libérée au cours de l’addition d’une mole de H2). Les trois alcènes du graphique conduisent tous au même alcane (le butane), niveau de référence dans le graphe. Plus DH° est grande, moins l’alcène de départ est stable. Ep On retiendra que la stabilité d’un alcène augmente avec le nombre de groupes portés par la double liaison (les groupes apportent des électrons par effet +I à la liaison C=C insaturée) les alcènes sont également stabilisés par les effets +M (ex : doubles liaisons conjuguées) un alcène cis est moins stable qu’un alcène trans (encombrement stérique)

19 Additions électrophiles sur la double liaison C=C Généralités
Réaction générale : Problème de régiosélectivité ? Si l’alcène de départ et le composé AB sont tous les deux dissymétriques, on peut obtenir un mélange de deux produits, isomères l’un de l’autre, selon que A se fixe sur le carbone de droite ou de gauche. Cette réaction peut donc être ou non régiosélective. C’est l’expérience et l’étude du mécanisme qui dira si elle l’est. Problème de stéréosélectivité ? S’il y a apparition d’un carbone asymétrique, la réaction peut produire plusieurs stéréoisomères. Elle peut donc être ou non stéréosélective (ou stéréospécifique) Là encore c’est l’expérience et l’étude du mécanisme qui dira si elle l’est.

20 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par H+ : Hydrohalogénation (bilan)
Il s’agit de l’addition de HX sur C=C (X=halogène : F, Cl, Br ,I). On obtient un mélange de dérivés halogénés Réaction bilan Mode opératoire : la réaction se fait à température élevée (170 °C) en phase gazeuse pour les premiers alcènes (peu réactifs) et à froid pour les alcènes plus lourds, HX gazeux barbotant dans l'alcène pur et liquide, ou bien l'alcène et HX étant dissouts dans un solvant polaire. Il y a dégagement de chaleur (réaction exothermique). Régiosélectivité On vérifie expérimentalement la règle suivante : Règle de Markovnikov (1869) Lors de l’addition électrophile ionique d’un composé H+─A- sur un alcène dissymétrique, A se fixe sur le carbone le plus substitué.

21 Additions électrophiles ioniques sur C=C Hydrohalogénation (exemples)
Compléter les réactions en précisant s’il y a apparition de carbones asymétriques, et le produit majoritaire.

22 Additions électrophiles ioniques sur C=C Hydrohalogénation (mécanisme)
Mécanisme en solvant polaire Il se fait en deux étapes 1ère étape: étape lente (la plus difficile) La liaison  (nucléophile), capture le proton H+ (électrophile) de l’acide H-X. On obtient deux carbocations. 2ème étape: Les 2 carbocations sont attaqués par le nucléophile X⊖ On obtient deux composés A et B régioisomères

23 Additions électrophiles ioniques sur C=C Hydrohalogénation (sélectivité)
Absence de stéréosélectivité La 2ème étape du mécanisme est l’attaque du nucléophile sur le carbocation. Celui-ci est plan, et l’attaque est équiprobable de chaque côté du plan. On obtient deux composés A et A’ en même quantité. L’addition de HX est non stéréosélective. Régiosélectivité L’étape lente du mécanisme (1ère étape) conduit à 2 carbocations différents (régioisomères) Elle sera d’autant plus facile à faire que le carbocation obtenu est stable. L’addition de HX est régiosélective. On peut d’ailleurs énoncer une version moderne plus générale de la règle de Markovnikov Lors de l’addition électrophile ionique d’un composé H─A sur un alcène, le composé majoritaire est issu du carbocation le plus stable. Il reste à étudier la stabilité des carbocations.

24 Additions électrophiles ioniques sur C=C Caractéristiques des carbocations
Géométrie Le carbone central est AX3E0, (n=3) et adopte une géométrie triangulaire plane. Conséquence de cette géométrie Les trois liaisons sont dans un plan Les 2 faces sont attaquées de façon équiprobable par des nucléophiles Structure électronique du C+ Le carbone central est déficitaire en électrons (entourés de 6 électrons seulement, et porte une charge positive) Conséquence de cette structure Les carbocations sont des espèces instables et très réactives Tout effet qui diminue cette charge >0 stabilise le carbocation (voir la suite pour les facteurs stabilisant les carbocations)

25 Additions électrophiles ioniques sur C=C Stabilité des carbocations : effets inductifs
Le carbone C1 du groupe G (lié au C+) vérifie la règle de l’octet et a sa couche de valence saturée. Le C+, lui, n’est entouré que de 6 électrons et recherche des électrons supplémentaires : il est plus électronégatif que C1. Les électrons de la liaison C1-C+ sont déplacés vers C+ C’est l’effet inductif donneur, noté +I. Plus généralement, tout groupe riche en électrons porté par un C+, apporte des électrons au C+ par effet +I, et stabilise le carbocation (charge diminuée sur C+) Inversement, tout groupe attracteur d’électrons (par exemple un halogène X) porté par un C+, attire les électrons du C+ par effet –I (inductif attracteur), et déstabilise le carbocation. (charge augmentée sur C+) Effet inductif donneur Effet inductif attracteur

26 Additions électrophiles ioniques sur C=C Stabilité des carbocations : effets inductifs
On retiendra Règle C’est le nombre d’effet +I qui l’emporte sur leur force. Dans l’exemple, B est plus stable car son C+ reçoit 3 effets, alors que le C+ de A n’en reçoit que 2 (même s’ils sont plus forts) Règle : L’effet inductif se propage le long des liaisons en s’affaiblissant. Conséquence : la ramification augmente l'effet inductif donneur des groupements alkyles Autre exemple : effet –I provoqué par un atome de chlore le long d’une chaîne carbonée. <

27 Additions électrophiles ioniques sur C=C Stabilité des carbocations : effets mésomères
La double liaison, reliée directement au carbone C+, donne lieu à plusieurs formules mésomères. Dans la 2ème, le C+ est neutre, et globalement (superposition des formules mésomères) sa charge diminue. On dit que le groupe C=C a un effet mésomère donneur, noté +M. Cet effet stabilise le carbocation. Un autre exemple d’effet +M par un groupe NH2 (c’est le doublet non liant qui le provoque) Un exemple également d’effet –M (mésomère attracteur), qui attire les électrons du C+ et déstabilise le carbocation. (charge augmentée sur C+) H NHR , OR X effet -M croissant effet +M croissant NO2 O - OCOR SO2R COR, COOR CONHR CN

28 Additions électrophiles ioniques sur C=C Stabilité des carbocations : compétition effets I et M
Certains groupes peuvent donner à la fois un effet inductif et mésomère. Parfois même dans des sens contraires. C’est le cas des halogènes qui sont +M et –I : Règle En général, c’est l’effet mésomère qui l’emporte sur l’effet inductif Exemple : Question Pourquoi le carbocation triphénylméthyl (ci-joint) est-il particulièrement stable ? Réponse Il est tertiaire, mais surtout il admet 15 formules mésomères. (en chercher quelques unes)

29 Additions électrophiles ioniques sur C=C Complément : réarrangement de carbocation
On observe souvent que les carbocations formés se réarrangent d’eux-mêmes, et pour donner des carbocations plus stables Le réarrangement a lieu car le carbocation B obtenu est tertiaire et plus stable que A (secondaire). Ce n’est pas de la mésomérie, B est un isomère de A. Question Interpréter la formation des produits X, Y, Z dans la réaction suivante :

30 Additions électrophiles ioniques sur C=C Hydrohalogénation (résumé)
Réaction bilan Mécanisme ionique en deux étapes Étape lente : addition électrophile de H+ Formation du carbocation plan = intermédiaire réactionnel (IR) instable. Le carbocation majoritaire est le plus stable. Possibilité de réarrangement. 2ème étape (plus facile) attaque du nucléophile X- et formation des dérivés halogénés dont un est majoritaire, celui qui provient du carbocation le plus stable : règle de Markovnikov L’hydrohalogénation est régiosélective et non stéréosélective

31 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par H+ : Hydratation (bilan)
Il s’agit de l’addition de H2O sur C=C . On obtient un mélange d’alcools. Réaction bilan Mode opératoire : La réaction se fait dans une solution aqueuse d'acide sulfurique H2SO4 (ou phosphorique H3PO4) diluée, en chauffant à reflux. Régiosélectivité On observe expérimentalement, comme pour l’hydrohalogénation : une régiosélectivité et l’absence de stéréosélectivité

32 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par H+ : Hydratation (mécanisme)
Mécanisme de l’hydratation (catalysée par H2SO4) C’est un mécanisme ionique en 4 étapes tout a fait similaire à celui de l’hydrohalogénation. L’acide sulfurique est régénéré en dernière étape. C’est un catalyseur. Etape 1 : l’acide fort H2SO4 libère facilement 1 H+ pour donner sa base -OSO3H Etape 2 (lente) Addition électrophile de H+ sur le nuage p. Deux carbocations sont formés dont un est majoritaire Etape 3 (facile) Attaque du nucléophile H2O sur le carbocation. Etape 4 (facile) La base -OSO3H arrache le H+ porté par l’oxygène. L’alcool est formé et H2SO4 régénéré. Le bilan s’obtient par

33 Additions électrophiles ioniques sur C=C Hydratation (exemples)
Ecrire le bilan puis le mécanisme. Préciser le produit majoritaire. Bilan Mécanisme Ecrire le bilan seulement. Préciser le produit majoritaire.

34 Additions électrophiles ioniques sur C=C Hydratation (remarques)
On ne peut pas utiliser d’acide halogéné HX (X = F, Cl, Br, I), car l’étape 1) conduit à l’anion halogénure X-, bon nucléophile. C’est cet ion qui se fixerait sur le C+ dans l’étape 3, ce qui conduit à une hydrohalogénation (1ère réaction étudiée). Pour catalyser l’hydratation, on doit donc utiliser des acides dont la base conjuguée est peu nucléophile. C’est le cas de H2SO4 et H3PO4 Remarque 2 Le carbocation peut se réarranger (comme dans l’hydrohalogénation :voir plus haut). Dans l’exemple, le produit C est issu d’un tel réarrangement : Préciser le réarrangement du carbocation expliquant la production de C :

35 Additions électrophiles ioniques sur C=C Hydratation (réactions secondaires)
L’étape 3 est une attaque nucléophile. A priori, tout nucléophile du milieu est susceptible de s’ajouter sur le C+. Les nucléophiles du milieu, plus ou moins forts, sont : L’eau cela conduit à l’étape classique 3) et plus tard à la formation d’un alcool L’ion hydrogénosulfate Il est peu nucléophile, mais dans le cas ou l’acide sulfurique est concentré, cet ion est en concentration importante et entrera en compétition avec l’eau, pour donner un hydrogénosulfate d’alkyle par la réaction 3bis): L’alcène lui-même est nucléophile (nuage p). Il peut s’ajouter sur C+, s’il est suffisamment concentré, et donne un nouveau carbocation, dimère du précédent. La réaction peut se poursuivre et conduit à une polymérisation. Ecrire le résultat (2 carbocations, dont un est plus stable)

36 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par les dihalogènes X2 : Halogénation (bilan)
On obtient un mélange de stéréoisomères de dérivés dihalogénés Réaction bilan Mode opératoire : la réaction se fait violemment avec F2 (destruction de l’alcène par oxydation) facilement avec Cl2 et Br2 à température ordinaire dans un solvant (di ou tri ou tétrachloroéthane). C’est la base du test des alcènes : décoloration rapide du dibrome orange en présence d’un alcène. difficilement avec I2 La régiosélectivité ne se pose pas puisqu’on ajoute le composé X2 symétrique Stéréochimie de la réaction On remarque expérimentalement une forte stéréospécificité. Dans l’exemple, 3 stéréoisomères (et non 4 car plan de symétrie) peuvent être à priori obtenus. On n’en obtient que certains.

37 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par les dihalogènes X2 : Halogénation (mécanisme)
Mécanisme ionique en deux étapes Il y a formation d’un intermédiaire réactionnel chargé présentant un cycle à 3 atomes : l’ion bromonium (dans le cas d’un halogène X quelconque , c’est l’ion halonium) animation Etape 1 (étape lente) : La liaison Br-Br n’est pas polarisée par nature, mais elle est polarisable. A l’approche du nuage p, elle se polarise : il apparaît une charge +d sur le Br le plus proche, qui se fixera sur les deux carbones à la fois (intermédiaire ponté). C’est bien une attaque électrophile de la liaison C=C. Etape 2 (facile) : Le nucléophile Br- attaque l’un des deux carbones (les 2 attaques sont équiprobables), et forcément du côté opposé du premier Br fixé: on parle d’attaque anti. On obtient les deux énantiomères 1 et 2 en quantité équivalente : mélange racémique. Le bilan s’obtient par 1) + 2). Ecrire la configuration absolue des 2 C* dans les produits.

38 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par les dihalogènes X2 : Halogénation (mécanisme)
Stéréosélectivité du mécanisme L’attaque anti implique donc le schéma suivant. On notera que les composés 1 et 2 sont des énantiomères et que le composé 3 est achiral (plan de symétrie dans une des conformations). produits réactifs 50% 0% 100% La bromation des alcènes est donc stéréospécifique à 100% (et même diastéréospécifique, car le couple 1-2 et le composé 3 sont des diastéréoisomères). On retiendra que l’addition est une anti addition, cela signifie que le 2ème brome se fixe sur la face opposée au 1er brome fixé.

39 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par les dihalogènes X2 : Halogénation (exercice)
Ecrire très précisément le mécanisme de la réaction suivante Note1 : pour un tel mécanisme stéréospécifique, la représentation en 3D des molécules (Cram ou autre projection) est absolument nécessaire. Note 2 : On peut noter Et et Me les groupes éthyl et méthyl

40 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par les dihalogènes X2 : Halogénation (exercices)
Donner les produits obtenus lors de ces additions Note 1 : Les mécanisme sont non demandés Note 2 : Dans le cas des cycles, rester en projection plane.

41 Additions électrophiles ioniques sur C=C Attaque par les dihalogènes X2 : Halogénation (particularités) Dans certains cas, on remarque une certaine proportion d’addition syn. C’est lorsque que l’ion halonium s’ouvre, pour former un carbocation relativement stable. L’halogénure pourra alors s’ajouter sur les deux faces du C+ d’où le mélange d’addition anti et syn. C’est le cas de la chloration : l’ion chloronium, moins stable que l’ion bromonium, évolue partiellement vers les deux carbocations de la figure. Cela se passe aussi dans le cas où le carbocation formé est particulièrement stable (carbocation type benzylique dans l’exemple). Trouver les composés issus de l’anti-addition et de la syn-addition. Quel a été le % de syn-addition ? Représenter les carbocations dont il est question.

42 Additions électrophiles radicalaires sur C=C Attaque par l’atome X : Hydrohalogénation (bilan)
Là encore on réalise l’addition de HX sur C=C , mais selon un mode non ionique. On obtient également un mélange de dérivés halogénés. Réaction bilan Mode opératoire : la réaction se fait à reflux dans un solvant apolaire et aprotique (dioxanne, tétrachlorure de carbone). Aprotique = qui ne peut pas libérer de H+ On place dans le milieu une petite quantité d'initiateur, en général un peroxyde (composé du type Z-O-O-Z'). Ce composé n’est pas régénéré. Régiosélectivité On vérifie expérimentalement la règle suivante : Règle de anti-Markovnikov ou effet Kharasch Lors de l’addition électrophile radicalaire d’un composé H─X sur un alcène dissymétrique, X se fixe sur le carbone le moins substitué.

43 Additions électrophiles radicalaires sur C=C Attaque par l’atome X : Hydrohalogénation (mécanisme)
Mécanisme de réaction en chaîne radicalaire. (attention : flèches à une pointe, pas d’ion) Ce type de mécanisme sera revu dans le chapitre de Cinétique Chimique. Ces réactions en chaîne ont toutes un ensemble d’étapes d’initiation (I), propagation (P) et rupture (R) un ou plusieurs maillons, qui en bouclant sur eux-mêmes, consomment des réactifs et forment les produits Z-O-O-Z est le peroxyde (initiateur), il possède une liaison O-O fragile, qui se casse sous l’action de la chaleur. L’étape 3 est l’addition de l’électrophile Br▪ (atome de brome demandeur d’électron) Il y a formation de deux carboradicaux, dont un est plus stable (effets inductifs donneurs)

44 Additions électrophiles radicalaires sur C=C Attaque par l’atome X : Hydrohalogénation (régiosélectivité) La connaissance du mécanisme permet de donner une version plus générale de la règle de Kharasch : Lors de l’addition électrophile radicalaire d’un composé H─A sur un alcène, le composé majoritaire est issu du carboradical le plus stable. Compléter les réactions suivantes en indiquant le produit majoritaire. Note : en général un chauffage modéré favorise le mode radicalaire par rapport au mode ionique. La faible polarité du solvant également (et bien sûr la présence du peroxyde).

45 Coupure oxydante de la liaison C=C Action de l’ozone : Ozonolyse (1ère phase)
L’ozone O3 est un oxydant puissant, et peut être représenté par les 3 formes mésomères suivantes : C’est la forme III qui permet d’expliquer la réaction d’ozonolyse (découverte par Harries en 1903), dont le mécanisme complet n’est pas au programme. 1ère phase : l’alcène est traité à -78°C en solution dans le dichloroéthane (CH2Cl2) par l’ozone (gaz). On obtient un ozonide stable à cette température.

46 Coupure oxydante de la liaison C=C Action de l’ozone : Ozonolyse (2ème phase)
2ème phase (hydrolyse) L’évolution est légèrement différente selon que cette phase est réalisée dans des conditions réductrices ou oxydantes. Hydrolyse réductrice On ramène le milieu à température ambiante et on ajoute un réducteur (poudre de zinc) et une solution aqueuse d’acide acétique. Le bilan complet est une coupure de liaison C=C avec formation d’aldéhydes et/ou de cétones. Hydrolyse oxydante On ramène le milieu à température ambiante. L’ozonide est ensuite hydrolysé en présence d’eau et de peroxyde d’hydrogène (H2O2 : oxydant) Cela conduit à des cétones, les aldéhydes éventuels sont transformés en acides carboxyliques.

47 Coupure oxydante de la liaison C=C Action de l’ozone : Ozonolyse (utilisations)
Recherche de structure La réaction est largement utilisée pour localiser la position des doubles liaisons dans les molécules organiques. Exemple : trouver l’alcène A. Réaction de synthèse de composés dicarbonylés Compléter la réaction : Autre agent d’oxydation : l’ion permanganate MnO4- On fait réagir l’alcène sur une solution concentrée à chaud d’ion MnO4- (oxydant). La liaison double se coupe et conduit à des cétones, des acides carboxyliques (dans le cas d’un H sur le carbone) et à CO2 dans le cas de deux H.