| name | chimie-organique-fondamentale |
| description | Compétence niveau ingénieur/docteur en chimie organique. Couvre les groupes fonctionnels, la stéréochimie, les mécanismes et la spectroscopie. |
| arxiv_categories | ["physics.chem-ph","q-bio.BM"] |
Compétence : Chimie Organique Fondamentale
Présentation
Compétence niveau ingénieur/docteur en chimie organique : groupes fonctionnels, stéréochimie, mécanismes (SN1/SN2/E1/E2, SEAr, additions), spectroscopie.
1. Groupes Fonctionnels
| Groupe | Formule | pKa | Réactivité |
|---|
| Alcène | R₂C=CR₂ | ~45 | Addition électrophile |
| Alcool | R-OH | ~16 | Oxydation, subst. |
| Aldéhyde | R-CHO | — | Add. nucléophile |
| Cétone | R-CO-R' | — | Add. nucléophile |
| Acide carboxylique | R-COOH | ~5 | Décarboxylation |
| Ester | R-COOR' | — | Hydrolyse |
| Amine | R-NH₂ | ~10 | Basique, nucléophile |
| Thiol | R-SH | ~10 | Pont disulfure |
Effets électroniques
- Inductif (I) : F > Cl > Br > I ; alkyles I⁺
- Mésomère (M) : M⁺ (OH, NH₂, halogènes), M⁻ (NO₂, CN, C=O)
2. Stéréochimie
Chiralité
- Centre tétraédrique + 4 substituants différents
- CIP : Z↑ → priorité, R (horaire) / S (antihoraire)
Projections
- Fischer, Newman, Haworth, Chair (cyclohexane : équatorial/axial)
Stéréochimie dynamique
- SN2 : inversion de Walden
- SN1 : racémisation
3. Mécanismes
SN1 vs SN2
| Paramètre | SN1 | SN2 |
|---|
| Cinétique | 1er ordre | 2e ordre |
| Intermédiaire | Carbocation | État pentacoordiné |
| Stéréochimie | Racémisation | Inversion |
| R-X favorable | 3° > 2° | 1° > 2° |
Élimination (E1, E2)
- E2 : anti-périplanaire, base forte
- Zaïtsev : alcène le plus substitué
- Hofmann : alcène le moins substitué (base encombrée)
Additions sur alcènes
- HX : Markovnikov (carbocation)
- H₂O/H⁺ : Markovnikov (alcool)
- X₂ : anti-addition (halonium)
- BH₃ : anti-Markovnikov
- H₂/Pd : cis-addition
SEAr (Substitution Électrophile Aromatique)
- Complexe σ de Wheland
- Activants o,p : NH₂, OH, OR, alkyles
- Désactivants m : NO₂, CN, C=O, CF₃
- Halogènes : désactivants, o,p-directeurs
4. Spectroscopie
| Méthode | Info |
|---|
| RMN ¹H | δ 0-15 ppm, intégration, multiplicités n+1 |
| RMN ¹³C | δ 0-220 ppm, DEPT |
| IR | C=O ~1700 cm⁻¹, OH ~3300 cm⁻¹ |
| UV-Vis | λmax, conjugaison |
| MS | m/z, fragmentation |
Déplacements RMN ¹H
| Groupe | δ (ppm) |
|---|
| CH₃- | 0.8-1.0 |
| -CH₂-C=O | 2.0-2.5 |
| Vinylique | 4.5-6.5 |
| Aromatique | 6.5-8.5 |
| Aldéhyde | 9-10 |
| COOH | 10-13 |
5. Réactions de Couplage (Pd)
| Réaction | Partenaires |
|---|
| Heck | Alcène + Ar-X |
| Suzuki | Ar-B(OH)₂ + Ar'-X |
| Negishi | R-ZnX + R'-X |
| Sonogashira | Alcyne + Ar-X |
| Buchwald-Hartwig | Ar-X + RNH₂ |
6. Références
- Clayden J. et al. — Organic Chemistry (2nd ed.)
- March J. — Advanced Organic Chemistry (7th ed.)
- Reaxys, SciFinder, PubChem, ChemSpider
