Chimie organique 10

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Questions and Answers

Quelle est la formule générale d'une amine?

  • R-CHO
  • R-NH2 (correct)
  • R-OH
  • R-COOH

Les amines secondaires et tertiaires n'ont aucune influence sur le rattachement de la chaîne principale.

False (B)

Quel suffixe est utilisé pour nommer le groupe principal dans la nomenclature des amines?

-amine

Le groupe nitrile signifie triple liaison C≡N mais pas sous forme de ______.

<p>sel</p> Signup and view all the answers

Associez les composés suivants avec leur description de solubilité dans l'eau:

<p>Aniline = Insoluble dans l'eau Pyridine = Soluble dans l'eau Pyrrole = Insoluble dans l'eau</p> Signup and view all the answers

Quelle propriété physique est typique des amines et contribue à leur odeur désagréable?

<p>Odeur de poisson pourri (C)</p> Signup and view all the answers

Les amines à longue chaîne carbonée sont généralement plus solubles dans l'eau que les amines à courte chaîne.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Comment l'induction des chaînes alkyles affecte-t-elle le caractère basique d'une amine?

<p>renforce</p> Signup and view all the answers

Le caractère basique d'une amine peut être affaibli par la ______ du doublet d'électrons.

<p>mésomérie</p> Signup and view all the answers

Reliez les types d'ammonium avec leur solubilité en fonction du pH:

<p>Acides conjugués d'amines = Existent uniquement à pH acide Ammoniums quaternaires = Solubles à tout pH</p> Signup and view all the answers

Pourquoi la liaison entre le carbone et l'azote dans les amines ne subit-elle pas facilement de substitution?

<p>La liaison est très peu polarisée (B)</p> Signup and view all the answers

Une amine peut facilement subir une substitution nucléophile avec départ de -NH2.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quel type de réaction est nécessaire pour transformer une amine en ammonium quaternaire avant une élimination?

<p>protonation</p> Signup and view all the answers

Dans l'élimination d'Hofmann, l'hydrogène est arraché du carbone ______.

<p>terminal</p> Signup and view all the answers

Associez le type de réaction avec la condition nécessaire pour sa réalisation:

<p>Substitution nucléophile (SN2) = Carbone non tertiaire Substitution nucléophile (SN1) = Carbone tertiaire</p> Signup and view all the answers

Dans la synthèse d'amines à partir d'halogénoalcanes, pourquoi la réaction de substitution est-elle irréversible?

<p>La différence d'électronégativité entre C et N est faible (B)</p> Signup and view all the answers

Dans une alkylation d'amine primaire, utiliser un excès de chlorométhane n'a aucun impact sur le produit final.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le produit final si une amine secondaire réagit avec un large excès de chlorométhane?

<p>ammonium quaternaire</p> Signup and view all the answers

Le doublet non liant de N dans une amine est une base de ______.

<p>Lewis</p> Signup and view all the answers

Associez les propriétés des amines avec leurs implications réactionnelles:

<p>Faible polarité de la liaison C-N = SN difficile Caractère basique et centre nucléophile = Ammonium quaternaire idéal pour élimination</p> Signup and view all the answers

Les amines ont une structure pyramidale qui s'inverse lentement à température ambiante.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Dans la nomenclature des amines, le groupe principal est indiqué par le suffixe _____.

<p>-amine</p> Signup and view all the answers

Quelle caractéristique structurelle est utilisée pour nommer les amines secondaires et tertiaires?

<p>N-alkyle (D)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi l'acétonitrile est-il utilisé pour optimiser la séparation dans certaines réactions chimiques?

<p>Il est soluble dans l'eau en toutes proportions</p> Signup and view all the answers

Les amines ont des odeurs agréables et fruitées.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la limite approximative du nombre de carbones dans une chaîne pour qu'une amine soit soluble dans l'eau?

<p>5 carbones (C)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui explique la solubilité des amines à chaîne courte dans l'eau?

<p>La liaison hydrogène entre N et H de l'amine et H de l'eau</p> Signup and view all the answers

Appariez chacun des types d'amines avec le nombre de groupes alkyle qui y sont liés:

<p>Amine Primaire = Un groupe alkyle Amine Secondaire = Deux groupes alkyle Amine Tertiaire = Trois groupes alkyle</p> Signup and view all the answers

Quelle propriété rend les amines des bases faibles?

<p>Doublet libre sur l'azote (A)</p> Signup and view all the answers

Les amines ont un caractère acide significatif

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Comment l'induction des chaînes alkyle affecte-t-elle la basicité d'une amine?

<p>Elle renforce le caractère basique</p> Signup and view all the answers

L'affaiblissement du caractère basique chez certaines amines est dû à la ________ du doublet.

<p>mésonomérie</p> Signup and view all the answers

Pourquoi les ammoniums sont-ils très solubles dans l'eau?

<p>Ce sont des sels (A)</p> Signup and view all the answers

Les ammoniums quaternaires ne sont solubles dans l'eau qu'à pH acide.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi la substitution nucléophile sur une amine est-elle inhabituelle ?

<p>L'amidure est une base extrêmement faible</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui doit être augmenté pour qu'une élimination se produise dans les amines?

<p>La polarisation N-C (B)</p> Signup and view all the answers

L'élimination d'Hofmann produit un ________ en fin de chaîne.

<p>alcène</p> Signup and view all the answers

Quelle est la méthode utilisée pour la synthèse d'amines à partir d'halogénoalcanes ?

<p>SN2 (B)</p> Signup and view all the answers

Pendant l'alkylation d'une amine primaire, seul un produit d'amine secondaire peut être formé.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Formule générale des amines

Formule générale des amines: R-NH2, R1R2NH, ou R1R2R3N. L'azote est hybridé sp3. À température ambiante, structure pyramidale qui s'inverse vite. Elles sentent mauvais.

Amine primaire

Groupe principal → chaîne liée à l'azote la plus longue possible. N° de position le plus bas possible.

Amine secondaire et tertiaire

S'il y a doute sur le rattachement de la chaîne => N-alkyle (= alkyle attaché à N).

Acétonitrile

Triple liaison C≡N, soluble dans l'eau. N'est pas sous forme de sel. Mélange eau/acétonitrile peut optimiser la séparation.

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Propriétés des amines

Odeur désagréable (poisson pourri). Point d'ébullition plus élevé que les hydrocarbures, mais plus bas que les alcools. Soluble dans l'eau si la chaîne est courte (5 C).

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Basicité des amines

Avec le doublet libre, les amines sont des bases faibles. L'azote de fonction amide sans doublet l'a utilisé pour faire une liaison.

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Renforcement basique

N reçoit une densité électronique des chaînes alkyles. Le caractère basique est renforcé, stabilisant la charge positive de l'acide conjugué.

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Affaiblissement basique

N perd une densité électronique par mésomérie du doublet. Le caractère basique est affaibli car, sans doublet sur N, H+ ne peut être capté.

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Acides conjugués d'amines

Existent uniquement à pH acide. Les ammoniums sont des sels ou la partie cationique d'un sel. Ils sont hyper solubles dans l'eau.

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Ammoniums quaternaires

Tous les ammoniums sont solubles dans l'eau, même à tout pH, car il n'y a pas de caractère acide-base.

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Réactivité des amines: SN1/SN2

Non, car la liaison entre C et N est peu polarisée (DEn 0.5). Même la liaison N-H est insuffisamment polarisée.

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Élimination de Hofmann

Réaction acide-base avec NaOH comme base forte. L'hydrogène sur le carbone terminal est arraché, formant une double liaison alcène en fin de chaîne.

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Synthèse d'amine à partir d'halogénoalcane

Substitution nucléophile (SN2) irréversible à cause de la faible DEn entre C et N où l'amine (ou l'ammoniac) est le nucléophile.

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Groupe principal vs secondaire

Groupe principal: suffixe -amine. Groupe secondaire: préfixe amino-

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Composé avec un azote

Quand il y a un composé avec un azote, mais pas sous forme de sel. Le groupe nitrile signifie triple liaison C≡N, soluble dans l'eau.

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Point d'ébullition (Eb) des amines

Plus élevée que les hydrocarbures, moins élevée que les alcools

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Solubilité des amines dans l'eau

Soluble si la chaine est courte. Liaison hydrogène entre N et H de l'eau. Limite à 5 carbones.

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N-alkyle

Tous les atomes attachés à l'azote dans une amine

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Induction donneur

N reçoit une densité électronique des chaînes alkyles. Stabilise charge positive de l'acide conjugué.

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Pas de substitution nucléophile SN1/SN2

Non, car l'amidure est une base très faible, si l'amine se comporte comme nucléophile, elle peut faire une substitution nucléophile sur une molécule sensible au SN.

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Élimination d'éamine

Non, sauf si on parvient à augmenter la polarisation N-C et présence d'un H sur le C suivant celui lié à N. Il faut transformer l'amine en ammonium quaternaire.

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Synthèse d'amines polysubstituées

S'il y a un excès de chlorométhane, l'amine secondaire, aussi un nucléophile, peut à son tour faire une SN2.

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Study Notes

Nomenclature des Amines

  • La formule générale des amines est R-NH2, R1R2NH, ou R1R2R3N, où R représente un groupe alkyle.
  • L'atome d'azote (N) dans les amines a une hybridation sp3.
  • A température ambiante, les amines ont une structure pyramidale qui s'inverse rapidement.
  • Les amines ont une odeur désagréable.
  • Le suffixe '-amine' est utilisé pour le groupe principal.
  • Le préfixe 'amino-' est utilisé pour le groupe secondaire.

Types d'Amines

  • Amine primaire : le groupe principal est lié à la chaîne la plus longue possible d'atomes d'azote, avec le numéro de position le plus bas possible.
  • Amine secondaire et tertiaire : en cas de doute sur la fixation de la chaîne, on utilise le N-alkyle (alkyle attaché à N).
  • Amine liée triviale : fait référence aux amines nommées de manière non systématique.
  • Amines aromatiques : amines liées à un cycle benzénique.

Autres Groupes Azotés

  • Le groupe nitrile (C≡N) implique une triple liaison carbone-azote, mais n'est pas sous forme de sel.
  • L'acétonitrile est miscible à l'eau en toutes proportions.
  • Un mélange eau/acétonitrile permet d'optimiser la séparation des solvants.

Propriétés Physico-chimiques des Amines

  • Les amines ont une odeur très désagréable, rappelant le poisson pourri.
  • Leur point d'ébullition (Eb) est plus élevé que celui des hydrocarbures correspondants, mais plus bas que celui des alcools correspondants.
  • La solubilité dans l'eau est limitée aux chaînes courtes (moins de 5 carbones).

Basicité des Amines

  • Les amines sont des bases faibles en raison de la présence d'un doublet libre d'électrons sur l'azote.
  • La différence d'électronégativité n'est pas suffisante pour conférer un caractère acide.
  • L'amine n'a pas de caractère acide prononcé; le pKa de l'ammoniac/amidure est d'environ 33.
  • L'azote d'une fonction amide n'a pas de doublet libre disponible, car il est engagé dans une liaison.
  • Le couple ammoniac/amidure a un pKa d'environ 33.

Renforcement du Caractère Basique

  • Le caractère basique est renforcé lorsque l'azote reçoit une densité électronique des chaînes alkyles (effet inductif donneur).
  • L'induction stabilise la charge positive de l'acide conjugué.

Affaiblissement du Caractère Basique

  • L'affaiblissement du caractère basique se produit lorsque l'azote perd de la densité électronique par mésomérie du doublet.
  • Sans doublet sur l'azote, H+ ne peut pas être capté.
  • L'o-nitroaniline sera moins basique que l'aniline.

Les Ammoniums

  • Il existe deux familles d'ammoniums organiques.
  • Ils forment des liaisons covalentes.

Acides Conjugués des Amines

  • Ces ammoniums existent uniquement à pH acide.
  • Les ammoniums sont des sels, ou plus précisément la partie cationique d'un sel.
  • Les sels d'ammonium sont très solubles dans l'eau.

Ammoniums Quaternaires

  • Tous les ammoniums quaternaires sont solubles dans l'eau à tout pH, car ils n'ont pas de caractère acide-base.
  • Il n'y a pas de déprotonation en amine lorsque le pH augmente.
  • Les amines suivent la règle des 5C pour la solubilité.

Réactivité des Amines

  • La liaison entre le carbone et l'azote (C-N) est très peu polarisée (DEn 0.5), ce qui nécessite d'augmenter la polarisation pour réagir.
  • Même la liaison N-H n'est pas suffisamment polarisée.

Substitution Nucléophile (SN1 ou SN2)

  • Les amines ne subissent pas de substitution nucléophile directement, car l'amidure (-NH2) n'est pas un bon groupe partant.
  • L'amidure est la base conjuguée d'une base faible (l'amine), ce qui en fait une base extrêmement forte.
  • L'amine peut agir comme nucléophile dans des réactions SN sur des substrats appropriés comme halogénoalcanes ou acides carboxyliques.

Elimination

  • L'élimination n'est pas favorisée, sauf si la polarisation de la liaison N-C est augmentée et qu'un atome d'hydrogène (H) est présent sur le carbone adjacent à l'azote.
  • Il faut rompre la liaison C-N, mais DEn = 0.5 est trop faible.
  • Pour les alcools et les éthers, DEn augmente avec la protonation (charge + sur O).
  • Protoner une amine crée un ion ammonium.
  • L'élimination se fait avec une base, ainsi l'amine est transformée en ammonium quaternaire.

Elimination d'Ammonium Quaternaire: Elimination de Hofmann

  • Réaction acide-base en utilisant NaOH (base forte).
  • L'hydrogène est retiré du carbone terminal.
  • Formation d'une double liaison (alcène) à la fin de la chaîne.
  • C'est le produit de Hofmann qui est formé.

Addition

  • Les amines ne subissent pas de réaction d'addition car elles sont déjà saturées.

Synthèse d'Amines à Partir d'Halogénoalcanes

  • La substitution nucléophile (SN2) est irréversible en raison d'une faible différence d'électronégativité entre C et N.
  • Si le carbone est tertiaire, le mécanisme devient SN1.

Synthèse d'Amines Polysubstituées

  • Alkylation d'amine primaire (SN2).
  • S'il y a un excès de chlorométhane, l'amine secondaire, aussi un nucléophile, peut de nouveau réaliser une SN2. En présence d'un large excès de chlorométhane, une amine secondaire peut réagir pour former une amine tertiaire, puis un ammonium quaternaire.

Résumé

  • En présence d'un large excès de chlorométhane, une amine secondaire peut réagir pour former une amine tertiaire, puis un ammonium quaternaire.

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