LES ALCENES

LES ALCENES

1- Définition

Les alcènes ou hydrocarbures éthyléniques sont des hydrocarbures dont les molécules contiennent une liaison double . Leur formule générale est C_nH_2n avec n ≥ 2

Pour n= 2 on a C₂H₄ ; ;

Pour n=3 C₃H₆ etc.

C C

C C H H H

H

CH

CH

CH

CH CH

2- Nomenclature

2-1 Règle: (similaire à celle des alcanes)

Selon l’UICPA:

- On choisit la chaîne principale de manière qu’elle renferme la double liaison, même si elle n’est pas la plus longue.

- On numérote la chaîne principale du côté le proche de la double liaison. Si la double liaison a le même numéro quel que soit le sens de numérotation de la chaîne principale, on attribuera aux

substituants les numéros les plus bas possibles.

- On nomme les substituants avec les numéros précisant leurs positions en respectant l’ordre alphabétique.

- On nomme la chaîne principale en changeant la terminaison –ane en –ène.

2-2 Nomenclature cis-trans des alcènes

Elle s’utilise pour les alcènes de la forme RCH=CHR’ et les cyclanes

Ex1:

Ex2:

C C H R' H

R cis

(les H sont du même côté de la double liaison)

C C R' H H

R trans

(les H sont de part et d'autre)

CH₃ CH₃

cis-1,2-diméthylcyclopropane CH₃

CH₃

trans-1,2-diméthylcyclopropane C C CH₃

H CH₃

H

cis-But-2-ène

CH CH

CH₂CH₃ CH₃

trans-Pent-2-ène

Exemples

Ex1

Pent-2-ène Ex2:

2-Méthylbut-2-ène EX3

4-Ethyl-2-méthylhex-2-ène

NB: -S’il y a 2,3,4,…doubles liaisons, on utilise les préfixes di, tri, tétra, ….ène

Ex4

6-isopropyl-3,4,5,7-tétraméthylocta-2,5-diène

^ou

6-(1-méthyléthyl)-3,4,5,7-tétraméthylocta-2,5-diène EX5:

3-Ethyl-2-méthylcyclohex-1-ène

EX6:

5-(1-méthyléthyl)cyclohexa-1,3-diène

CH₃ CH CH CH₂ CH₃

1 2 3 4 5

CH₃ C CH₃

CH CH₃

1 2 3 4

1

2 3 4

5

6

1 2

3 4

5 6

7 8

CH₃

CH₂CH₃

1 2

3 4

6

1' 2' 1

2 3

4 5 6 1'

2'

TD

Nommer selon l’UICPA:

(A)

(D) ^(E)

(B) (C)

(F) (G)

(H)

(I)

(K)

Réponses

(A) = 4-Ethyl-2-méthylhex-1- ène

B) =2,3-diéthyl-4-méthylpenta-1,4-diène

(C)=6-Méthyl-3-(1,2-diméthylpropyl)octa-1,4-diène (D) =3,5-diméthylcyclohex-1-ène

(E)=3-Ethyl-6-(1-méthyléthyl)-1-méthylhept-1-ène

(F )=1-(1-méthyléthyl)-4-(1-méthylpropyl)-2-méthylcyclohex-1-ène

(A)

1 2 3 4 5 6

(B)

(C)

2 1 3 4 6 5

7 8

2' 1' 3'

(D) ²₃

5 4 6

1

(E)

2' 1'

2 3 4 5

6 1

7

(F)

2

3 4 5

6 1

2' 1' 3'

2' 1'

1

2 3

4 5

Réponses (suite)

(G) = trans-2-Méthylhex-3-ène

( H ) = cis-2,2,6-triméthylhept-3-ène

(I)= cis-hex-2-ène (J)= trans-hex-2-ène

(K)= cis-1,2-diméthylcyclopent-1-ène

(G) ¹

3 2 4

6 5 (H) 1 2 7

3 4

5 6

(I)

(J)

(K)

3- Préparation

a) Hydrogénation partielle des alcynes

Le catalyseur utilisé pour obtenir l’alcène à partir de l’alcyne est soit,

le borure de nickel Ni2B appelé catalyseur P-2 soit, le Palladium métallique précipité dans du CaCO₃ ou dans du BaSO₄ appelé catalyseur de Lindlard. Dans les 2 cas c’est une cis addition (addition syn)

L’addition trans s’obtient avec le Li ou Na métallique dans NH₃ liquide ou dans l’éthylamine à basse t°.

b) Déshydratation des alcools

- En phase vapeur t° = 350°C, catalyseurs: Al2O3, P2O5 - En phase liquide t° ou (), catalyseur : H2SO4

R C CH + H²

H H

R CH CH₂

R C CH H H

Pd [BaSO4] ou Ni2B

R CH₂ CH₂OH R CH CH₂ + H₂O R CH

H

CH₂ OH

R CH CH₂ + H2O

Règle de Zaïtsev

Règle:

Lorsqu’un alcool peut, par déshydratation, conduire à deux alcènes différents par la position de la double liaison, l’alcène formé en majorité est celui dont la double liaison est la plus substituée; en d’autres termes, c’est le carbone qui porte le moins d’atomes d’hydrogène qui perd un atome d’hydrogène pour la perte d’H2O.

CH₃ C CH₃

CH OH

CH₂

H H CH₃ C

CH₃

CH CH₂ H

CH₃ C CH₃

CH CH₂

H ( majoritaire) ( CH₃ C

CH₃

CH CH₃) ou

(ou CH3 CH CH₃

CH CH₂ ( minoritaire)

CH₃ CH CH₃

CH CH₃ OH

H

 ?

H₂O -

H₂O -

c) Déshydrohalogénation des dérivés halogénés

La règle de Zaïtsev s’applique: l’H du C le moins hydrogéné s’enlève avec l’halogène.

d) A partir des dérivés dihalogénés

CH₃ C CH₃

CH CH₃

CH₃ CH CH₃

CH CH₃

X

KOH alcoolique

X= Halogčne = F,Cl, Br, I

R CH CH₂ X X

R CH CH₂

Zn + ZnX2

X = Hal

4- Propriétés physiques

Les alcènes sont gazeux jusqu’à C₄ ,

de C₅ à C₁₇ ils sont liquides,

et supérieurs à C17 ils sont solides

Les alcènes sont insolubles dans l’eau mais solubles dans les autres hydrocarbures

5- Propriétés Chimiques

5-1 Structure et réactivité

Double liaison = Liaison  et liaison 

Réactions d’addition et réactions d’oxydation

-Liaison  = liaison faible; se casse au cours des réactions d’addition et des réactions d’oxydations ménagées comme sous l’action de OsO4; H2O2; KMnO4 dilué à froid)

-Liaison = liaison forte; ne se casse qu’au cours d’oxydations brutales ( par exemple sous l’action d’oxydants forts comme KMnO4, K2Cr2O7, … concentrés et chauds)

5-2 Réactions d’addition

Schéma général

+ A B C C

A B C C

H H

+ C C

H H

( CH CH ) Hydrogénation (H₂)

C C

+ X X CX CX Halogénation

X = F, Cl, Br, I ( )

X₂ C C

+ H X CH CX Hydrohalogénation

(addition de HX) C C

+ H OH C

H C OH

Hydratation (addition d'eau) ( )H₂O

C C

Règle de Markovnikov

Règle: Au cours des réactions d’hydratation (addition d’eau H-OH) et d’hydrohalogénation (addition de HX), l’hydrogène se porte sur le carbone de la double liaison le plus hydrogéné.

Ex:

+ H OH CH CH₂

CH₃ CH₃ CH CH₂

OH H

(CH₃ CH CH₃ OH

)

CH CH₂

CH₃ H X CH₃ CH CH₂

X H

+ (CH₃ CH CH₃

X

) X= F, Cl, Br, I

C CH₂ + CH₃

CH₃

H₂O CH₃ C CH₃ CH₃ OH

CH CH₂OH CH₃

CH₃

(majoritaire)

(minoritaire)

Addition anti-Markovniv

Effet Karasch:

En présence de lumière ou de peroxydes l’hydrohalogénation sur un alcène se produit sous forme d’une réaction en chaîne rapide, et l’hydrogène se fixe sur le carbone de la double liaison le moins hydrogéné.

Ex:

NB: on rencontre l’effet Karasch avec HBr et HCl mais jamais avec HF ou HI

R CH CH₂ + HBr h R CH₂ CH₂Br

ROORou

CH₃ C CH₂ CH₃

+ H Cl h CH₃ C CH₂Cl CH₃

H

5-3 Réactions d’oxydation

5-3-1 Oxydations ménagées

Avec l’oxygène de l’air en présence de Ag comme catalyseur, la réaction passe par un époxyde qui s’hydrate pour donner un diol

5-3-2 Oxydations brutales

Les oxydants concentrés et chauds oxydent les alcènes avec rupture totale de la double liaison et formation de cétones et d’acides

C C + KMnO4 dilué à froid OsO₄

H₂O₂ ou

ou

C C

OH OH diol

C C + C C

OH OH diol

O₂ C C

O

H₂O époxyde

Ag

Schéma

Actions des oxydants KMnO4, K2Cr2O7, … concentrés et chauds

EX:

⁽via l’aldéhyde O=CH-CH3) C C + Oxydants _C

 C O + O C

C C H R₃ R₁

R₂  C O

R₁

R₂

+ O C H

R₃ KMnO_{4 C}

C O

OH R₃ s'oxyde en Cétone

aldéhyde

Acide

 CH₃ C O CH₃ KMnO_{4 C}

CH₃ C CH CH₃

CH₃ + HOOC CH₃

CH₃ C CH₂ CH₃

KMnO_{4 C}

 CH₃ C O CH₃

+ HOOCH CO₂ + H²O

5-3-3 Oxydation par l’ozone (Ozonolyse) Ozonolyse (action de l’ozone O₃ )

Ex:

C C H R₃ R₁

R₂ + O C

H R₃ Cétone aldéhyde

C O R₁

R₂ + O³

+ H2O₂

CH₃ C CH CH₃

CH₃ CH₃ C O CH₃

+ O CH CH₃ cétone aldéhyde O₃

H₂O₂ +