CHIMIE ORGANIQUE : Questions-réponses issues d'un forum de discussion destiné aux étudiants préparant la première année des études de pharmacie.

Cours

Conventions d'écriture
Orbitales liantes et antiliantes
Liaison chimique délocalisée
Taille des liaisons – Liaisons hydrogène – Carbone substitution
Représentation de Fischer
Configuration absolue
Configuration absolue – Allènes
Carbone asymétrique – Produit méso
Composés méso
Composés méso et érythro
Composés érythro et thréo
Epimérie – Diastéréoisomérie
Effet inducteur +I d'un groupe alkyle - Effet inducteur - I d'un carbone sp
Effet inductif – Effet mésomère
Résonance – Conjugaison
Mésomérie
Tautomérie – Utilité
Mésomérie – Prototropie – Tautomérie
Mésomérie – Diène pseudo-recouvrement
Réactions – Réactifs
Réactions d'ordre 1 et 2
Etat de transition – Intermédiaire réactionnel
Diagramme énergétique
Stabilité – Réactivité – Vitesse
Produit thermodynamique – Produit cinétique
Stéréospécificité Stéréosélectivité – Régiospécificité Régiosélectivité
Substitution/Elimination – Compétition
Addition – Elimination
Comparaison basicité
Hydratation – Hydrolyse
Nomenclature
Alcanes – Préparation
Cyclanes
Alcènes
Allènes
Alcynes
Dérivés halogénés
Organométalliques
Alcools
Hydrates de carbone
Composés carbonylés
Acides et dérivés
Composés aromatiques
EXERCICES

Réactions d'ordre 1 et 2

Question

Pourriez-vous m'expliquer la différence qu'il y a entre une substitution nucléophile du 1er ordre et une du 2d ordre et comment les distinguer ?

J'aurais aimé avoir quelques renseignements pour la détermination de l'ordre des substitutions nucléophiles. Est-ce que l'ordre dépend de la stabilité de l'intermédiaire réactionnel ?

Solution

Oui ! Pour déterminer l’ordre d’une substitution nucléophile, on regarde la stabilité de l’éventuel intermédiaire réactionnel. Pour parler simplement**,

Si après dissociation ionique du substrat, vous trouvez un carbocation stable (trisubstitué par des chaînes alkyles ou stabilisé d'une façon ou d'une autre, le plus souvent par mésomérie), vous avez une substitution nucléophile d'ordre 1 « SN1 ». La réaction se fait en deux étapes.
Si vous voyez qu'en éliminant le nucléofuge vous avez un intermédiaire non stable (par souci de simplifiation : carbocation primaire ou secondaire stabilisé d'aucune manière) vous avez une substitution nucléophile d'ordre 2 « SN2 ». La réaction se fait en une étape, vous n'avez pas d'intermédiaire réactionnel mais un état de transition.

Exemple

Une substitution sur le chlorure d’allyle CH2=CH-CH2Cl sera d’ordre 1.

CH2=CH-CH2Cl CH2=CH-CH2+ + Cl-

CH2=CH-CH2+ CH2+-CH=CH2

Bien que primaire, ce carbocation est stabilisé par mésomérie: les électrons de la double liaison peuvent neutraliser la charge positive du carbocation.

Une substitution sur le chlorure d’éthyle CH3-CH2Cl sera d’ordre 2. CH3-CH2Cl CH3-CH2+ + Cl-.

CH3-CH2+ n’est pas stable et ne se forme pas. La substitution nucléophile sera d’ordre 2.

**Outre la structure de l’alkyle, l’ordre de la réaction dépend également, du nucléophile (un nucléophile puissant favorise la SN2) et du solvant (protique favorise les SN1, aprotique favorise les SN2). La nature du nucléofuge intervient quant à elle, sur la vitesse de la réaction (pour les halogènes I > Br > Cl > F).

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