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ALCANES CYCLIQUES

ALCANES CYCLIQUES. CHAPITRE 4. Vollhardt – Chapitre 4. 4.1 NOMS ET PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES CYCLOALCANES. Selon IUPAC => Cycloalcane = C n H 2n Exemples:. NOMENCLATURE. Cycloalcane substitués Exemples:. NOMENCLATURE (suite). 1-chloro-1-éthylcyclohexane.

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Presentation Transcript

  1. ALCANES CYCLIQUES CHAPITRE 4 Vollhardt – Chapitre 4

  2. 4.1 NOMS ET PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES CYCLOALCANES • Selon IUPAC => Cycloalcane = CnH2n • Exemples:

  3. NOMENCLATURE • Cycloalcane substitués • Exemples:

  4. NOMENCLATURE (suite) 1-chloro-1-éthylcyclohexane 1,1,2,3,5-pentaméthylcyclopentane

  5. NOMENCLATURE (suite) • Isomérie cis et trans lorsque plus de deux substituants sont localisés sur des atomes de carbone différents sur un cycloalcane • Exemples:

  6. NOMENCLATURE (suite) • Exemples: Nomenclature systématique (Exercice 14, Chap 4, 3ième éd. Exercice 17, Chap. 4, 4ième éd.)

  7. PROPRIÉTÉS PHYSIQUES • Point d’ébullition et de fusion plus élevés • Masse volumique plus élevés => interactions de London plus marquées

  8. PROPRIÉTÉS PHYSIQUES (suite) (-42,1) (-0,5°C) (36,1) (68,7) (98,4) (125,7) (valeur de l’alcane non-cyclique correspondant )

  9. 4.2 TENSION DE CYCLE ET STRUCTURE DES CYCLOALCANES • Les premiers chimistes ont observés beaucoup de cycles à 5 ou 6 dans la nature (donc, les + stables!) • Dans les petits cycles comme le cyclopropane et cyclobutane les angles de liaisons sont respectivement de 60° et 90° ce qui diffère considérablement de la valeur tétrahédrique (109.5°) => tension de cycle • La chaleur de combustion des cycloalcanes révèlent l’existence d’une tension de cycle => voir tableau 4-2.

  10. QUATRE GROUPES DE CYCLOALCANES • 1. Petits cycles => 3 et 4 membres • 2. Cycles courants => 5, 6 et 7 membres • 3. Cycles moyens => 8 à 12 membres • 4. Grands cycles => 13 membres et plus

  11. TENSION DE CYCLE En 1885, Baeyer prédit que le cycle le + stable est le cycle à 5. Adolf von Baeyer (1835-1917)

  12. TENSION DE CYCLE En 1885, Baeyer prédit que le cycle le + stable est le cycle à 5. Adolf von Baeyer (1835-1917) 109° (tétraèdre) 109° (tétraèdre) 109° (tétraèdre)

  13. TENSION DE CYCLE Baeyer a tort ; le + stable, cycle à 6. Les cycles ne sont pas plans. Les cycles se plient et se tordent afin de minimiser les 3 éléments suivants : • Tension de cycle (quand angle de cycle  109°) • Interactions d’éclipse • Encombrement stérique

  14. TENSION DE CYCLE (suite) • Influence la structure et les conformations des petits cycloalcanes • Dans le cyclopropane les liaisons C-C adoptent une configuration coudée où l’angle interorbital est de 104°.

  15. TENSION DE CYCLE (suite) • Dans le cyclopropane les liaisons C-C adoptent une configuration coudée où l’angle interorbital est de 104°.

  16. TENSION DE CYCLE (suite) • Pas stables alors les cycles à 3 ?!? • Susceptible à l’ouverture de cycle, mais ils existent ! Pyréthrines Insecticide naturel (pédiculicide) Chrysanthème

  17. TENSION DE CYCLE (suite) • Curiosité • En 2009, des japonais préparent un tétrahédrane (4 cycles à trois fusionnés !) tétrahédrane Journal of the American Chemical Society, 2009, 131, 3172

  18. TENSION DE CYCLE (suite) (si plan, 8 H éclipsés)

  19. TENSION DE CYCLE (suite) (si plan, 8 H éclipsés)

  20. TENSION DE CYCLE (suite) (si plan, 10 H éclipsés)

  21. 4.3 LE CYCLOHEXANE • Conformation chaise Aucun H éclipsé

  22. LE CYCLOHEXANE (suite) • Conformation bateau (28,9 kJ mole-1 moins stable que la chaise)

  23. LE CYCLOHEXANE (suite) axial équatorial Dessiner le cyclohexane

  24. LE CYCLOHEXANE (suite) • Interconversion chaise-chaise À 25°C, 2 x 105 s-1.

  25. LE CYCLOHEXANE (suite)

  26. LE CYCLOHEXANE (suite) D4B.MOV

  27. LE CYCLOHEXANE (suite) • Interconversion chaise-chaise

  28. LE CYCLOHEXANE (suite) D4A.MOV

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