PAES cours spécifique Pharmacie CHIMIE …...PAES cours spécifique Pharmacie CHIMIE ORGANIQUE Professeur Marcel HIBERT Directeur du Laboratoire d’Innovation Thérapeutique Faculté

PAES

cours spécifique Pharmacie

CHIMIE ORGANIQUE

Professeur Marcel HIBERT

Directeur du Laboratoire d’Innovation Thérapeutique

Faculté de Pharmacie

Université de Strasbourg / CNRS

Remerciements: Pr Maurice Goeldner

GENERALITES





PACES – Premier semestre

Généralités

Structure

Stéréoisomérie

Réactivité

Résonance

Chimie organique descriptive

PACES – Second semestre

Synthèse organique

Manuels : • Cours de Chimie Organique, P Arnaud, Dunod Ed.

• Traité de Chimie Organique, Vollhardt et Schore, DeBoeck Ed.

• Chimie Organique, Y Rival, EdiScience Ed.

Présentation générale du cours

Les électrons mènent la danse !

Quels électrons?

Doublets non-liants sur les hétéroatomes (N et O principalement)

Doublets p (liaison double, triple, aromatique)

Carbanion

Entités Nucléophiles, riches en électrons, notées:

Les électrons mènent la danse !

Un principe simple: les riches (en électrons) donnent aux pauvres

Les électrons du Nucléophile vont attaquer un site Electrophile

Electrophile = entité déficiente en électrons

Cette déficience peut être partielle (E +) ou totale (E+)

Exemples: proton (H+), carbocation (C+), halogénure d’alkyle

Chapitre 1

ALCANES





1. Rappel:

Définition

Structure

1. Rappel:

Caractéristiques physiques: • gaz jusqu’à C4, liquides à partir de C5 • Insolubles dans l’eau. Solubles dans les solvants organiques

Réactivité: • Liaisons fortes (350kJ/mol), très peu polarisées et très peu polarisables

• Très stables, très peu réactives

• Rupture homolytique et chimie radicalaire (substitution radicalaire)

• Combustion / explosion : CnH2n+2 + (3n+1) O2 2n CO2 + (2n+2)H2O H=- 50 kJ/g

Etat naturel; molécules importantes • Gisements naturels de gaz (méthane) et de pétrole (C1 à C40)

• Solvants apolaires aprotiques

• Squelette des molécules organiques

Méthane butane octane

2. Préparation

A partir d’alcènes

Hydrogénation catalytique: H2/Cat Hydrogène adsorbé par un catalyseur déposé sur un support solide (ex: Pd/C)

Addition cis d’hydrogène Pd sur charbon

2. Préparation

A partir d’alcynes

Hydrogénation catalytique: H2/Cat

Réactions successives: 2 éq. H2 ( min.) sont nécessaires

2. Préparation

A partir d’halogénures d’alkyles: R-X

Hydrogènolyse:

Réaction de Wurtz:

2. Préparation

Réduction de Clemmensen:

Réduction de Wolff-Kischner:

A partir d’aldéhydes (RCHO) ou de cétones (RCOR’)

2. Préparation

A partir d’acides carboxyliques : RCO2H

Décarboxylation thermique ( ), avec perte d’un atome de C :

3. Propriétés chimiques

Oxydation

Combustion

CnH2n+2 + O2 CO2 + H2O + CHALEUR

Réaction exothermique


Thermodynamique d’une réaction

énergie

E. I.

E. F.

énergie

E. I.

E. F.

Chemin réactionnel de l’état initial (E.I.) à l’état final (E.F.)

Eréact = Energie de réaction = (énergie à E.F.) – (énergie à E.I.)

Eréact. < 0 : réaction exothermique Eréact. > 0 : réaction endothermique


Halogénation

- 25 Kcal/mole

exothermique

Rupture de liaison

Formation de liaison

+ 104 Kcal/mole

+ 58 Kcal/mole

- 84 Kcal/mole

- 103 Kcal/mole

h

h


Halogénation

initiation

propagation

terminaison

Étape limitante

Réaction sous contrôle cinétique

h


Halogénation

Carbone 1aire

Vitesse x 1

Carbone 2aire

Vitesse x 30 Carbone 3aire

Vitesse x 1600

majoritaire

h


Halogénation

Stabilisation par effet inductif donneur des substituants

Stabilisation par résonance

> >

Radical 3aire Radical 1aire Radical 2aire

h


Poly-halogénation

contrôle

4. Cycloalcanes

Énergie intramoléculaire due à la tension du cycle

• déformation par rapport aux angles de 109° d’un C sp3

• gènes entre atomes d’H voisins

Etension jusqu’à 30 Kcal/mole

Energie de tension de cycle

Cyclohexane: deux conformations remarquables en équilibre

4. Cycloalcanes

Flexibilité conformationnelle

chaise chaise bateau

6 liaisons C-H axiales 6 liaisons C-H équatoriales Les 12 liaisons C-H

Topologie des liaisons

Du fait de la tension de cycle, le cyclopropane réagit de manière similaire à un alcène

Réactivité particulière du cyclopropane

4. Cycloalcanes

Remarques générales

Hydrocarbures saturés:

Uniquement des liaisons stables C-C et C-H

Pas d’hétéroatomes (électrons non liants) ni d’insaturations (électrons )

Propriétés chimiques:

Réactivité très faible

Activation h ) nécessaire

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