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

Professeur Marcel HIBERT

Directeur du Laboratoire d’Innovation Thérapeutique

Faculté de Pharmacie

Université de Strasbourg / CNRS

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

Professeur Marcel HIBERT

Directeur du Laboratoire d’Innovation Thérapeutique

Faculté de Pharmacie

Université de Strasbourg / CNRS

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

3. Propriétés chimiques

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

3. Propriétés chimiques

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

3. Propriétés chimiques

Halogénation

initiation

propagation

terminaison

Étape limitante

Réaction sous contrôle cinétique

h

3. Propriétés chimiques

Halogénation

Carbone 1aire

Vitesse x 1

Carbone 2aire

Vitesse x 30 Carbone 3aire

Vitesse x 1600

majoritaire

h

3. Propriétés chimiques

Halogénation

Stabilisation par effet inductif donneur des substituants

Stabilisation par résonance

> >

Radical 3aire Radical 1aire Radical 2aire

h

3. Propriétés chimiques

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

Professeur Marcel HIBERT

Directeur du Laboratoire d’Innovation Thérapeutique

Faculté de Pharmacie

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