/!\ Note aux khôlleurs /!\
Merci d'éviter (pour l'instant) les exercices de Chimie organique à tiroirs -- idéalement, proposer des choses très simples, très courtes, pour remettre le pied à l'étrier en Chimie organique. Privilégier -- dans la mesure du possible -- la discussion autour de concepts fondamentaux (nucléophilie, électrophilie, acidité, basicité, etc.) prioritairement à des concepts plus complexes (sélectivité, spécificité, etc.). On pourra être plus exigeant lorsque le cours de Chimie organique sera pleinement démarré (AE sur les alcènes, réactivité des carbonyles, etc.).
~ TL;DR ~
Sup' : Chimie organique de sup' (réactivité des différentes fonctions, mécanismes-limites, activation / protection, etc.)
Spé' : OM (construction de diagramme, méthode des fragments, etc.) et OF (dont Diels-Alder)
~ 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 moléculaires
(lien vers le chap. 03)
Connaissances :
- méthode CLOA (combinaison linéaire d'orbitales atomiques) ;
- résultat de l'interaction entre deux orbitales atomiques identiques, entre deux orbitales atomiques différentes ;
- importance du recouvrement et de la différence d'énergie entre les orbitales mises en jeu sur l'énergie de stabilisation / déstabilisation ;
- justification de la prise en compte des (seules) orbitales atomiques de valence dans la construction d'un diagramme d'orbitales moléculaires ;
- distinction entre un diagramme corrélé et un diagramme non-corrélé.
Compétences :
- choix des orbitales atomiques à prendre en compte dans la construction d'un diagramme d'orbitales moléculaires ;
- détermination des éléments de symétrie du problème, classement des orbitales prises en compte en fonction de ces éléments de symétrie ;
- construction d'un diagramme d'orbitales moléculaires pour une espèce diatomique (homonucléaire ou hétéronucléaire) ou polyatomique (méthode des fragments) ;
- peuplement d'un diagramme d'orbitales moléculaires (construit ou fourni) ;
- détermination du caractère liant, non-liant ou antiliant d'une orbitale moléculaire ;
- détermination du caractère σ ou π d'une orbitale moléculaire ;
- détermination de l'indice de liaison d'un édifice polyatomique ;
- détermination du caractère diamagnétique ou paramagnétique d'une entité.
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.
