carbocation ... =(

[invite656bc8e7]

bonjour,

il m'est demandé de représenter les carbocations pouvant se former a partir des alcools suivants en présence de H+ (qui provient du HCl d'une réaction precedente). puis d'indiquer pour chaque carbocation les effets electroniques stabilisants et classer les carbocations par ordre de stabilité en justifiant bien sur =).

les alcools sont :
2-méthyl propan-2-ol
isopropanol
alcool benzylique

je pense que pour le premier le OH va capter un H+ et donc on aura : R3C-OH2+ donc au final on aura du R3-C+. mais pour les autres je ne voies pas puis, je ne sais pas comment trouver les effets electroniques stabilisants...

merci de vos reponses
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[invite23c3b775]

Bonjour,

Voici quelques pistes :

Les carbocations formés seront :

1) (CH₃)₃-C+
2) (CH₃)₂-CH+
3) Ph-CH₂+

Sûrement sais tu qu'un carbocation tertaire (lié à trois atomes différents de l'hydrogène) est plus stable qu'un secondaire qui est plus stable qu'un primaire.
On voit donc ici que le 1 est plus stable que le 2 que le 3.
Seulement, le 3 est plus stable que le 1. Pourquoi ?

Simplement, cette règle ne s'applique que pour les effets inductifs, c'est à dire des petits effets.
Le trois est soumis à l'effet mésomère : les liaisons du cycle peuvent se délocaliser et sortir du cycle. Le carbocation devient ainsi secondaire et mésomère. Il est donc extrêmement plus stable que les deux autres.

En conclusion, on peut dire que le 3 est plus stable que le 1 qui est plus stable que le 2.

Pour ce qui est effets stabilisants, tu dois savoir qu'un carbocation est une lacune sur un carbone. Il lui manque donc des électrons.
Tout groupement alkyle est donneur inductif d'électrons. Les carbones de chaque groupement alkyle porté par le carbocation sont plus électronégatifs que les hydrogènes portés. Donc les carbones se "passent" un à un une légère charge négative vers le carbocation, ce qui lui fait plaisir. Et cela d'autant plus que le carbocation est substitué.
Mais la mésomérie, ou le fait que les doubles liaisons se délocalisent et bougent sur tout le carbocation stabilise énormément le carbocation, d'autant plus qu'il devient secondaire comme ça.
Cet effet mésomère est beaucoup plus fort qu'un simple effet inductif.

[invitea85ccf09]

Personnellement (et aussi sur la base de mon bon vieux Carey et Sundberg ), j'aurais eu tendance à dire que le cation triméthylméthylium (le 1)) est quand même plus stable que le cation benzylium (le 3)).
Malgré l'effet mesomère apporté par le cycle aromatique, il s'agit toujours d'un carbocation primaire (même si certaines de ses formes mésomères peuvent être considérées comme des carbocations secondaires).
Le chapitre du C&S relatif aux carbocations donne une affinité pour l'ion hydrure de 963 kJ.mol^-1 pour le CH₃C⁺ contre une affinité de 975 kJ.mol^-1 pour le Ph-CH₂⁺, ce qui démontre une plus grande exothermie de réaction pour le carbocation n°3, donc dans un certain sens une moins grande stabilité.

De plus, la stabilité des carbocations augmentant avec la substitution s'explique mieux d'après moi par le concept d'hyperconjugaison que par un unique effet inductif (et l'hyperconjugaison est une forme de mésomérie).

[invite656bc8e7]

merci pour vos reponses.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite656bc8e7]

en fait il me reste un point qui me pose problème. j'ai bien compris comment on trouve les carbocations : ici le H+ entraine la formation d'une molécule d'eau.

mais comment est ce que j'indique les effets electroniques stabilisants... ?

[invite23c3b775]

Personnellement (et aussi sur la base de mon bon vieux Carey et Sundberg ), j'aurais eu tendance à dire que le cation triméthylméthylium (le 1)) est quand même plus stable que le cation benzylium (le 3)).
Malgré l'effet mesomère apporté par le cycle aromatique, il s'agit toujours d'un carbocation primaire (même si certaines de ses formes mésomères peuvent être considérées comme des carbocations secondaires).
Le chapitre du C&S relatif aux carbocations donne une affinité pour l'ion hydrure de 963 kJ.mol^-1 pour le CH₃C⁺ contre une affinité de 975 kJ.mol^-1 pour le Ph-CH₂⁺, ce qui démontre une plus grande exothermie de réaction pour le carbocation n°3, donc dans un certain sens une moins grande stabilité.

De plus, la stabilité des carbocations augmentant avec la substitution s'explique mieux d'après moi par le concept d'hyperconjugaison que par un unique effet inductif (et l'hyperconjugaison est une forme de mésomérie).

Ah bah si Corey le dit, je m'incline, j'ai pas de prix Nobel moi
On m'avait toujours expliqué que le benzyllium était un ion très stable, beaucoup plus stable que la plupart des carbocations simples.
Pour te répondre, turlupine38, on indique les effets ainsi :

Les deux premiers sont inductifs et le 3e est mésomère

[invite656bc8e7]

ok, merci, en fait je n'avais pas réalisé que c'etait ca qui etait demandé...

en tout cas merci pour vos explications =)