Substitutions nucléophiles et Eliminations

[invitec51f5915]

Bonjour

Je viens un peu au dépourvu, on va dire que je comprend pas grand chose à ces substitutions, je n'ai pas de cours et ce que je lis sur le net ne m'aide pas beaucoup plus.
J'aurai besoin d'un peu d'aide pour comprendre la base déja et ensuite pouvoir réussir a faire des exercices.

Déja je n'arrive pas a différencier un ordre 1 d'un ordre 2
Par rapport a la formule de la vitesse soit il y a 2 termes entre [] soit il y en a qu'un, comment le définir?

Et même avant cela je vois que des fois on utilise NaOH, des fois ya du Chlore des fois juste des H+ ou de l'eau, je suis completement paumé
Je suppose que c'est par rapport a l'énoncé.

En fait à la base on me donne une molécule et de la j'aimerai que vous m'aidiez a comprendre comment ecrire l'equation, comment définir les termes de l'équation

Après je pourrai en demander un peu plus sur l'élimination, je ne sais deja pas dans quel cas utiliser substitution ou élimination

Merci d'avance pour votre aide
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[invite65756139]

Bien, alors la SN 1 ou 2 n'est pas très compliquée.

Premièrement, ce qui différencie l'une et l'autre vient d'un fait qu'elle se déroule soit en une étape, soit en deux étapes, et contrairement à ce qui serait logique à première vu, la SN₁ se déroule en 2 étapes, et la SN₂ en une seule étape.

Une SN remplace un groupe nucléophile (groupe chargé négativement en somme) par un autre sur un groupement carboné noté R, la réaction bilan sera donc:

R-N₁ + N₂^- --> R-N₂ + N₁^-

Pourquoi donc utiliser le chiffre 1 pour deux étapes et le chiffre 2 pour une étape? Ca vient de la loi de vitesse de cette réaction.
La, on pars dans la cinétique:
On admet que la réaction admet un ordre, donc l'équation peut s'ecrire comme suit:
v=k[R-N₁]¹[N₂^-]¹ <--- Cas d'une SN₂

v=k[R-N₁]¹[N₂^-]⁰ = k[R-N₁]¹ <--- Cas d'une SN₁

En rouge, tu peux voir les ordres partiels, et la somme des ordres partiels donnent l'ordre global de la réaction, aussi tu peux voir que pour la SN₁, l'ordre global est de 1, et pour l'autre, de 2.

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Maintenant concernant la réaction en elle même, plus simple à comprendre:

• Dans le cas d'une SN₁ (donc deux étapes), la réaction va transiter par un intermédiaire: un carbocation (Nb: on peut déterminer si une SN sera plutôt 1 ou plutôt 2 en fonction de la stabilité du carbocation que nous allons obtenir), la stéréochimie de la molécule va donc devenir plane, en donnant la possibilité au nucléophile voisin, d'"attaquer" soit d'un côté, soit de l'autre: on aura deux produits dans un mélange racémique, l'un avec le carbone de configuration R, l'autre avec le S (en admettant que les groupe liés au carbone considéré sont tous différents, évidemment).
Illustration: http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier...emistry-fr.png

• Dans le cas d'une SN₂, on ne passe pas par un intermédiaire, impliquant ainsi qu'un seul et unique produit, d'une seule configuration.
Dans ce cas, le nucléophile va "attaquer" à l'opposé du groupe partant, comme on peut le voir ici: http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:SN2.gif
Les groupe vont simplement se "déplacer" de côté, on aura une inversion de Walden (ou "retournement de parapluie" comme j'aime à l'appeler, c'est très schématique mais ca aide à comprendre le mécanisme)

La SN₂ est sensible à l'encombrement stérique, il faudra donc la prendre en considération.
A noter aussi que dans un cycle, la réaction n'a lieu que si le groupe partant est placé en axial pour éviter la gêne stérique.


Enfin, concernant les différents groupes que tu as cité:
- NaOH amène le nucléophile HO^-
- H₂O étant polaire, elle va agir comme un nucléophile et perdre ensuite un H⁺
- Cl^- est un nucléophile directement.
J'espère avoir pu t'aider

[invitec51f5915]

Deja merci pour toutes ces infos.
Mais j'ai toujours un probleme de comment savoir quel groupement va partir?

Par exemple j'ai la molécule


....................H
.....................l
A= CH3CH - C - OH
.............l.......l
............Ph....CH3

On me dit dans l'énoncé: On se propose d'étudier l'action de la base B(-) sur l'alcool A dans sa configuration RR conduisant a un alcène

Puis on me précise que la loi de la vitesse de réaction est v=k[A][B(-)]

D'ailleurs on me le donnera toujours cette loi de vitesse? Parce que sinon on peut pas le déduire si c'est un SN1 ou un SN2 ?

Et donc ma question par rapport a la molécule c'est comment savoir quel groupement va partir (OH? CH3?) et aussi si c'est par NaOH ou par quoi?

Parce que dans d'autre exercice c'est précisé sous l'action de la soude ou alors direcement sous l'action de NaOH

Merci

[invitec51f5915]

Je m'exprime peut etre pas bien, quand je dit quel groupement va partir c'est quel groupement va correspondre au N1

Il doit etre négatif c'est ça? donc la ce sera le OH? Et si il y en a plusieurs de groupement, par exemple un I et un OH (enfin peut etre ça ne sera pas possible)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite65756139]

C'est nécessairement un nucléophile qui saute, c'est une substitution nucléophile, donc on le remplace par un autre.

Si tu mets du NaOH, tu vas remplacer un groupement HO^- par un groupement HO^-, ca n'a pas grand intérêt à part celui d'arriver à un mélange racémique puisqu'on ne passe pas par un intermédiaire dans une SN2, et arriver à un tel mélange n'a pas grand intérêt en lui même.

Donc dans ton exo, tu fais agir la base B^- sur ton alcool, qui prendra la place du groupement alcool (n'oublie pas d'inverser la configuration relative du carbone qui est lié au groupe partant)

Ensuite, si tu n'as pas de loi de vitesse, tu peux quand même déterminer quel type de SN sera effectivement vue (ou du moins très majoritaire):
- une SN1 doit passer par un carbocation stable
- une SN2 est sensible à l'encombrement stérique


Edit: si tu as plusieurs nucléophiles potentiels, la par contre, je ne sais pas bien, il ne me semble pas avoir été confronté à ce cas...

[invitec51f5915]

Pourquoi inverser la configuration du carbone?

En plus je saurai meme pas représenter cette molécule A dans l'espace, je sais plus comment faire

enfin bon si on me dit qu'il est RR ça voudrait dire que le H du carbone asymetrique de gauche s'eloigne de moi, mais que le H du carbone asymetrique de gauche il vient vers moi?

parce que pour le carbone de gauche ça tourne dans le sens R
mais celui de droite ça tourne dans le sens S non?

[invite65756139]

Hum, ca tourne dans le sens dans lequel tu décides de le faire tourner si on peut dire ca comme ca.
Tu as la formule topo, après y'a plusieurs possibilité pour la mettre dans l'espace, et ca c'est en fonction du placement de tes groupes.

C'est de la stéréochimie de base ca, tu dois avoir des cours dessus non?

Et inversement de la configuration car il s'agit d'une SN2, donc inversement de Walden : http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:SN2.gif

[invitec51f5915]

Ah non je sais pas mais c'est comme dans l'énoncé on me parlait de l'alcool A qui etait dans sa configuration RR

Ok oue je vais regarder mes autres td pour ce truc de Walden,


Et sinon je vais t'en demander beaucoup mais ça marche comment pour l'élimination? ^^
Et comment sait-on si c'est une élimination ou une substitution?

[invite65756139]

Dans l'énoncé on t'impose le RR, alors il faut que tu places tes groupes en RR. Le carbone qui ne subit pas la SN restera R, l'autre, puisque c'est une SN2, deviendra S.

Alors, pour l'élimination, c'est différent dans le sens ou tu supprimes complétement un groupe, et tu forme une double liaison pour compenser la lacune électronique du carbone qui subit l'élimination.

Les E1 et E2 se différencient également par le nombre d'étape (toujours avec E1 2 étapes et E2 1 étape), mais cette fois:

- E1: Soit la molécule perd d'elle même son groupe partant qui s'en va avec une charge - (donc les deux électrons qui formaient la liaison), puis ensuite une base vient chercher un H⁺ sur la molécule alors ayant une charge globale positive, l'hydrogène partant alors sans électron, celui restant est utilisé pour combler la lacune électronique du carbone étant en défaut en créant une double liaison.
1ere étape: http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier..._de_l%27E1.GIF
2ème étape: http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier..._de_l%27E1.GIF

- E2: Soit la base va chercher un H⁺ d'elle même, donc le carbone de la liaison CH cassée possède un électron de trop, il va s'en servir pour faire une double liaison avec son voisin, en lui refilant en quelque sorte, cet électron de trop. Ce voisin ayant un groupe nucléophile susceptible de partir va récupérer cet électron et partira avec une charge -
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier..._de_l%27E2.PNG

C'est malheureusement assez flou de parler de chimie organique sans pouvoir faire de schéma, j'espère que ceux de wikipedia pourront d'aider quand même

[invitec51f5915]

Ok merci, je vais m'y pencher un peu plus sur ces élimination

J'aurai juste une petite question par rapport au sujet que j'ai posté, avec la molécule A
Dans l'énnoncé on parle de la base B(-) mais ça correspond a quoi? je parle du N2(-), dans certains énnoncé on précise NaOH mais la on ne dit rien, seulement la base B(-), ça correspond a quoi?

En gros si tu peux me donner l'equation de la réaction

Merci

[invite65756139]

S'ils précisent pas, je suppose que tu dois laisser la base notée B^-, simplement

[invitec51f5915]

Ok merci bcp pour toutes les infos, je vais m'y entrainer la voir ce que ça donne, il serait peut etre temps parce que l'exam c'est demain ^^ mais bon ma physionomie du partiel c'est de gratter le maximum de points

[invitec51f5915]

Et j'ai encore une question ^^

Si on a une SN1, ya toujours les 2 configurations a la fin: R et S?
Et c'est toujours un mélange racémique?
Sinon ça dépend de quoi pour qu'il le soit ou non?

On parle de stéréospécifique et stéréo non spécifique, ça correspond a quoi?

merci

[invitec51f5915]

et quand on demande si le mélange réactionnel est optiquement actif? comment on détermine ça aussi?

[HarleyApril]

Bonjour

Dans le cas de ta molécule A, il n'y a pas substitution d'un OH par un autre, mais élimination d'une molécule d'eau pour conduire à un alcène

je te conseille le cours de G. Dupuis (lien dans la bibliothèque de chimie, voir en tête du forum)

cordialement