Chimie organique 1 : un manuel ouvert
Les alcènes subissent des réactions d’addition. Souvent, ils ajoutent un proton à une extrémité de la double liaison et un autre groupe à l’autre extrémité. Ces réactions se produisent cependant de manière légèrement différente.
Les alcènes sont réactifs parce qu’ils possèdent une paire d’électrons de liaison π située en hauteur. Ces électrons sont faiblement maintenus, étant de haute énergie par rapport aux liaisons σ. Le fait qu’ils ne soient pas situés entre les noyaux de carbone, mais se trouvent au-dessus et au-dessous du plan de la double liaison, rend également ces électrons plus accessibles.
Les halogénures d’hydrogène tels que H-Br et H-Cl sont des électrophiles appropriés pour une addition simple à un alcène. L’halogène étant beaucoup plus électronégatif que l’hydrogène, la liaison H-X est assez polarisée, l’H portant une charge positive partielle (δ+) et servant d’atome électrophile. Dans cet exemple, HCl s’ajoute au but-1-ène pour former le 2-chlorobutane racémique :
Le mécanisme commence par une étape élémentaire d’addition électrophile, où l’alcène forme une nouvelle liaison sigma avec le H électrophile, et rompt la liaison H-Cl en déplaçant Cl¯. La seconde étape élémentaire est une étape de coordination, où l’ion chlorure attaque le carbocation pour former une seconde liaison sigma. Notez que, globalement, nous avons perdu une liaison pi, mais gagné une liaison sigma. Remarquez que la règle de Markovnikov est suivie ici, puisque le carbocation secondaire formé est plus stable que l’alternative, qui aurait été primaire.
Vidéo sur l’addition de HX aux alcènes
Problème EA1.1.
La réaction du 2-méthylpropène (ou isobutylène) avec le HBr, telle que représentée ci-dessus, est en réalité un processus en 2 étapes. Dessinez à nouveau ce mécanisme et dans chacune des deux étapes, étiquetez à la fois le nucléophile et l’électrophile (cela fait donc quatre étiquettes). Nommez les deux étapes élémentaires.
Problème EA1.2.
Dessinez un diagramme d’avancement de la réaction du 2-méthylpropène avec le bromure d’hydrogène.
Problème EA1.3.
Prédisez la loi de vitesse de la réaction du 2-méthylpropène avec le bromure d’hydrogène.
Hydratation des alcènes
L’eau peut être ajoutée à un alcène en présence d’un catalyseur acide, pour produire un alcool.
L’eau n’est pas un électrophile assez fort pour ajouter un H+ directement à un alcène, mais H3O+ l’est. Le H3O+ est. formé lorsque l’acide sulfurique se dissocie dans l’eau:
L’alcène réagit ensuite avec le H3O+ dans l’étape élémentaire d’addition électrophile. Le carbocation résultant est réactif, et l’eau réagit alors facilement comme nucléophile pour réaliser l’étape de coordination. Une dernière étape acide-base, régénérant le catalyseur H3O+, permet d’obtenir le produit alcool.
Vidéo de la Khan Academy sur l’hydratation des alcènes:
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