/!\ Note aux khôlleurs /!\
On continue à monter graduellement de niveau pour la Chimie organique de sup'. La réactivité des RMgX est en train d'être rappelée en classe (donc seuls les résultats de sup' sont exigibles pour l'instant : réactivité sur les carbonyles et sur les époxydes ; pas d'esters). Essayer -- dans la mesure du possible -- de continuer à poser des choses relativement courtes, mais sur lesquelles on peut avoir une discussion en termes de stéréochimie.
~ TL;DR ~
Sup' : Chimie organique de sup'
Spé' : théorie des OF, additions électrophiles sur les alcènes (hydratation catalysée en milieu acide, hydroboration-oxydation, époxydation)
~ Révisions de sup' ~
Chimie organique (de sup')
Connaissances :
- nomenclature des composés organiques ;
- identification des principales fonctions de la Chimie organique : halogénoalcane, amine, alcane, alcène, alcyne, alcool, éther-oxyde, aldéhyde, cétone, acide carboxylique, ester, hémiacétal, hémicétal, acétal, cétal, etc.
- hypothèses du modèle de Lewis, méthodologie pour la représentation de Lewis d'un composé organique ;
- hypothèses du modèle VSEPR, nomenclature de Gillespie, figures de répulsion et géométries associées ;
- classification des isomères ;
- règles C.I.P. (Cahn, Ingold, Prelog) ;
- loi de Biot, définition du pouvoir rotatoire spécifique, du pouvoir rotatoire ;
- types de contrôle pour la réaction chimique : thermodynamique, cinétique (dont de charges et stérique) ;
- caractéristiques du mécanisme-limite de type "SN1" (substitution nucléophile avec passage par carbocation) ;
- caractéristiques du mécanisme-limite de type "SN2" (substitution nucléophile avec inversion de Walden) ;
- caractéristiques du mécanisme-limite de type "E1" (β-élimination avec passage par carbocation) ;
- caractéristiques du mécanisme-limite de type "E2" (β-élimination concertée) ;
- caractéristiques du mécanisme-limite de type "AN" (addition nucléophile sur une insaturation) ;
- caractéristiques du mécanisme-limite de type "A / E" (addition nucléophile sur une insaturation suivie d'une élimination) ;
- conditions opératoires pour la synthèse d'organomagnésiens mixtes (réactif de Grignard), réactivité(s) du réactif de Grignard ;
- notions de catalyse, d'activation nucléophile, d'activation électrophile ;
- notions de protection d'un groupement fonctionnel, de conversion de fonction, synthèse de Williamson, mécanisme d'acétalisation ;
- réactifs et conditions opératoires pour la formation d'halogénoalcanes à partir d'alcools ;
- vocabulaire et conventions pour l'écriture, la lecture et l'analyse d'un schéma rétrosynthétique, notion de schéma de déconnexion, de synthon, etc. ;
- notions de Chimie organique rédox : oxydation / réduction modérée ou totale, réactifs permettant de réaliser ce type de réactions ;
- notion de déplacement d'équilibre, fonctionnement de l'appareil de Dean-Stark.
- principe de fonctionnement des différentes méthodes d'analyse : CCM, IR, RMN, etc.
Compétences :
- représenter un composé organique en utilisant le modèle de Lewis ;
- représenter correctement un composé organique en représentation topologique (incluant l'écriture des doublets non-liants, des lacunes, le respect de la structure VSEPR, la représentation de Cram, etc.) ;
- positionner des charges partielles sur la représentation d'un composé organique (identification des effets inductifs et mésomères) ;
- représenter les formes mésomères pertinentes d'un composé organique (si elles existent) ;
- déterminer le stéréodescripteur R / S associé à un centre stéréogène de type "carbone asymétrique", déterminer le stéréodescripteur Z / E associé à un centre stéréogène de type "double-liaison C=C" ;
- identifier de la relation d'isomérie entre deux isomères : isomérie de constitution (de squelette / chaîne, de fonction, de position), stéréoisomérie (de conformation, de configuration -- dont énantiomérie et diastéréoisomérie) ;
- prévoir la constante d'équilibre d'une réaction acido-basique à partir des pKa (fournis) des couples mis en jeu ;
- identifier le(s) site(s) acide(s) / basique(s) / nucléophile(s) / électrophile(s) d'un composé organique, comparer l'acidité / la basicité / la nucléophile / l'électrophilie de ces sites ;
- déterminer le mécanisme-limite associé à une réaction en analysant la nature des réactifs et les conditions opératoires, écrire ce mécanisme de manière correcte en respectant le formalisme des flèches courbes et la représentation topologique.
- savoir lire et exploiter une CCM, un spectre IR, un spectre RMN, etc.
~ Programme de spé' ~
Théorie des orbitales frontalières
(lien vers le chap. 04)
Connaissances :
- comparaison des interactions à 0 électron / 2 orbitales, 2 électrons / 2 orbitales, 4 électrons / 2 orbitales ;
- définition d'un nucléophile à partir de sa HO, d'un électrophile à partir de sa BV ;
- énoncé et justification du théorème de Fukui ;
- distinction entre les contrôles thermodynamique et cinétique, distinction entre les contrôles (cinétique) de charge, stérique et orbitalaire ;
- réaction de Diels-Alder : conformation des réactifs, approche des réactifs, mécanisme concerté, régiosélectivité, stéréosélectivité ;
- énoncé de la règle d'Alder.
Compétences :
- identification des orbitales frontalières d'un composé à partir de sa configuration électronique fondamentale ;
- identification de l'espèce jouant le rôle de nucléophile et de l'espèce jouant le rôle d'électrophile en minimisant l'écart énergétique HOA / BVB ;
- identification du recouvrement maximal entre la HO du nucléophile et la BV de l'électrophile ;
- identifier le système π d'un composé organique ;
- identifier le produit majoritaire obtenu lors d'une réaction de Diels-Alder : identification du nucléophile / de l'électrophile, identification du régioisomère majoritaire, identification du (des) stéréoisomère(s) majoritaires.
Réactions d’additions électrophiles
(lien vers le chap. 05)
Connaissances :
- description du système π des alcènes, identification du site le plus nucléophile dans le cas d'un alcène disymétrique ;
- description des carbocations (structure géométrique, structure électronique) ;
- présentation de la réaction d'addition électrophile ;
- présentation de la réaction d'hydratation catalysée en milieu acide : bilan, mécanisme, sélectivité ;
- présentation de la structure du borane BH3 (structure géométrique, structure électronique) ;
- présentation de la réaction d'hydroboration des alcènes : bilan, mécanisme (simplifié), sélectivité ;
- présentation de la réaction d'hydrolyse oxydante des alkylboranes : bilan, sélectivité ;
- présentation de la séquence d'hydroboration-oxydation des alcènes ;
- présentation de la réaction d'époxydation des alcènes par action d'un acide peroxycarboxylique : bilan, sélectivité.
Compétences :
- identifier l'alcène le plus stable dans un groupe d'isomères (effet de la conjugaison, effet de la substitution) ;
- identifier le carbocation le plus stable dans un groupe d'isomères (effet de la conjugaison, effet de la classe) ;
- reconnaître une réaction de réarrangement de carbocation (le produit obtenu étant fourni -- pas d'anticipation du phénomène de réarrangement) ;
- proposer des conditions opératoires permettant de réaliser l'hydratation d'un alcène, la déshydratation d'un alcène ;
- anticiper la régiosélectivité observée lors de la formation d'un alcool par hydratation d'un alcène (catalysée en milieu acide) -- orientation Markovnikov ;
- anticiper la régiosélectivité observée lors de la formation d'un alcool par hydroboration-oxydatyion d'un alcène -- orientation anti-Markovnikov ;
- anticiper la stéréosélectivité observée lors de la formation d'un époxyde par époxydation d'un alcène à l'aide d'un acide peroxycarboxylique.
