PC - chimie - le cahier de texte 2010/2011

Analyse fonctionnelle organique

• Généralités
• Méthodes spectroscopiques

• Loi de Beer-Lambert
• Origine des spectres d'absorption

Spectroscopie UV-Visible

Spectroscopie infra-rouge

• Vibrations moléculaires
• Allure d'un spectre IR

Spectroscopie infra-rouge

• Allure d'un spectre IR
• Exemple d'application

• Préambule sur les nombres quantiques de l'électron
• Propriétés magnétiques des noyaux
• Spectre RMN

Spectroscopie RMN

• Déplacement chimique
• Exploitation d'un spectre
• Structure fine des signaux

Exercices de la feuille d'exercices

Description des systèmes conjugués en théorie de Hückel

• Rappels sur la théorie des orbitales moléculaires

Correction de 2 exercices en RMN

Remise du DS n°1 et du corrigé

Description des systèmes conjugués en théorie de Hückel

• Théorie de Hückel simple dans le cas de deux orbitales atomiques p
• Théorie de Hückel simple dans le cas de plusieurs orbitales atomiques p
• Etude du butadiène
• Exemples d'application

Description des systèmes conjugués en théorie de Hückel

• Cas où le squelette carboné contient un hétéroatome
• Exemples d'application
• Calculs des charges nettes des atomes

Description des systèmes conjugués en théorie de Hückel

• Approximation des orbitales frontières
• Théorème de Fukui
• Nucléophile, électrophile et OF
• Contrôle d'une réaction chimique

Correction de 2 exercices sur la théorie de Hückel

Réaction de Diels-Alder

• Caractéristiques de la réaction
• Interprétation à l'aide des orbitales frontières
• Généralisation
• Exemples d'application

Remise du DS n°2 et du corrigé

Exercices sur la réaction de Diels-Alder

Rappels sur les alcènes

• Addition de X2 sur un alcène

Rappels sur les alcènes

• Effets électroniques, inductif, mésomère et d'hyperconjugaison
• Addition électrophile de HX sur un alcène
• Addition radicalaire de HBr sur un alcène
• Rappels de VSEPR

• Aspect thermodynamique
• Aspect cinétique

Hydrogénation d'un alcène

• Mécanisme de la catalyse hétérogène
• Hydrogénation d'un alcyne

• Epoxydation d'un alcène et antihydroxylation de l'époxyde

Oxydations ménagées des alcènes

• Syndihydroxylation
• Coupure oxydante d'un diol vicinal

• Caractéristiques de la réaction
• Synthèse d'un alcool primaire après hydroboration

Aspect cinétique d'une réaction chimique

• Profil énergétique à l'échelle microscopique
• Postulat de Hammond
• Diagramme d'enthalpie libre standard

• Exemple de réactions compétitives en phase homogène
• Facteurs influant sur le contrôle

Correction d'un exercice sur les binaires liquide-solide

Structure électronique et géométrique du benzène

• Géométrie
• Stabilité de la molécule
• Structure électronique

• Quelques composés aromatiques
• Critère d'aromaticité de Hückel
• Caractère aromatique

Substitution électrophile aromatique

• Mécanisme général
• Halogénation du benzène
• Nitration du benzène

Substitution électrophile aromatique

• Sulfonation du benzène
• Alkylation de Friedel et Crafts
• Acylation de Friedel et Crafts

Substitution électrophile aromatique sur le benzène monosubstitué

• Observations expérimentales
• Modèle d'étude
• SEAr sur le phénol
• SEAr sur l'acétophénone
• SEAr sur le chlorobenzène

Substitution électrophile aromatique sur le benzène monosubstitué

• Règles d'Holleman
• Exemples

Exercices d'application

Exercices d'application sur les composés aromatiques et sur les cristaux ioniques

Le groupement carbonyle

• Caractéristiques de la liaison C=O
• Diagramme des OM de la liaison C=O
• Le groupement carbonyle en théorie de Hückel
• Propriétés physiques et spectroscopiques

Additions nucléophiles

• Réactivité des composés carbonylés
• Acétalisation en milieu acide
• Addition nucléophile d'un hydrure métallique ( LiAlH4 et NaBH4 )

• Additions nucléophiles
  • Addition nucléophile d'un R-Mg-X et d'un R-Li
  • Addition nuclèophile d'un ylure de phosphore (réaction de Wittig)
  • Exemples d'autres additions nucléophiles

• Documents annexes
  
  • Tests des composés carbonylés
  • Préparation des composés carbonylés à partir des alcools

Enols et ions ènolate

• Equilibre céto-ènolique
• Caractéristiques de l'ènol et de l'ion ènolate
• Structure
• Obtention d'un ion ènolate
• Obtention d'un carbanion en alpha d'un groupement électroattracteur

• Aldolisation et cétolisation
  • Formation d'un aldol et d'un cétol
  • Mécanisme de d'aldolisation en milieu basique

Enols et ions ènolate

• Aldolisation et cétolisation
  • Crotonisation
  • Aldolisation croisée
  • Réaction de Cannizzaro
• Exercices sur l'aldolisation croisée

Enols et ions ènolate

• Alkylation de l'ion ènolate
  • L'ion énolate en théorie de Hückel
  • Compétition entre O et C-alkylation
  • Régiosélectivité de la C-alkylation
  • Polyalkylation
• Exercices d'application avec rétrosynthèse

Les aldéhydes et cétones insaturés conjugués

• Structure et réactivité
• Action des organométalliques
  • Action d'un organomagnésien mixte
  • Action d'un organolithien
  • Action d'un organocupratelithié

Exercices

• Généralités
• Synthèse d'un ester
  • Synthèse à partir d'un acide carboxylique
    • Caractéristiques thermodynamiques
    • Caractéristiques cinétiques
    • Mécanisme réactionnel
    • Remarques
  • Synthèse à partir d'un dérivé d'acide
    • à partir d'un chlorure d'acyle
    • à partir d'un anhydride d'acide