CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
360
E p
12
Composés à liaison carbone-halogène
état de transition
d d
H–O C Cl
H
H
H–O + H3C–Cl HO–CH 3 + Cl
Doc. 10 Profil énergétique et état de
transition supposé dans un mécanisme
S N2 .
Doc. 11 Stéréochimie dynamique
dans la réaction S N2 : stéréosélectivité
et stéréospécificité.
H
#
c.r.
■ Profil énergétique et état de transition postulé
Le profil énergétique (doc. 10, variation de l’énergie potentielle E p en fonction
de la coordonnée de réaction, c.r., cf. chap. 5, § 3.2.) fait intervenir un seul
état de transition. Celui-ci correspond à la rupture partielle de la liaison
C–X et simultanément à la formation partielle de la liaison Nu–C. Ce
processus est ainsi qualifié de synchrone ou de concerté. Si le nucléophile est
neutre, il apparaît des charges partielles d sur X et sur le nucléophile. Dans
cet état de transition, l’atome de carbone central est pentacoordiné ; sa géométrie
apparaît sur le document 10. Il y a recouvrement d’une orbitale p de
l’atome de carbone avec les orbitales convenables des atomes d’halogène et du
nucléophile. Dans la représentation schématique, des tirets indiquent ces liaisons
partielles.
■ Stéréochimie
Le mécanisme admis rend compte de l’observation stéréochimique d’une inversion
de configuration relative. Le document 11 le montre sur un exemple.
I
I
+
H
+
H3C CH 3
* Br
CH 2 CH 3
A 1
énantiomères configuration R
H
* Br
CH 2 CH 3
A 2
configuration S
I
CH 3
d d
C
H 3 CCH 2
H
C
CH 3 CH 2
H
CH 3
Br
d d
I Br
Pour un substrat A1 de configuration absolue R (pour l’atome de carbone porteur
de l’atome d’halogène), dans le cas où le groupe du nucléophile est de
même priorité que l’atome d’halogène dans le classement par la règle séquentielle,
le produit formé B 1 est de configuration S ; le produit B 2 , de configuration
R, énantiomère de B 1 , n’est pas obtenu. Compte tenu de cette première
observation, la réaction est dite stéréosélective ; elle est stéréosélective à 100 %
car seul B 1 est obtenu.
Le substrat A 2 , de configuration S, énantiomère de A 1 , conduit, dans les mêmes
conditions, au produit B 2 , de configuration R, énantiomère de B 1 . Compte
tenu de ces deux observations parallèles, la réaction est dite stéréospécifique.
Elle est stéréospécifique à 100 % du fait de l’obtention, à chaque fois, d’un
seul énantiomère parmi les deux possibles.
Ces observations s’inscrivent dans le schéma plus général de réactions définies
comme stéréosélectives et stéréospécifiques données chapitre 7, (§ 3.1.2.2.).
#
#
I
I
*
*
CH 3
H
CH 2 CH 3
B 1
configuration S
H
B 2
réaction
stéréosélective
(ici énantiosélective)
réaction
stéréosélective
(ici énantiosélective)
CH 3
CH 2 CH 3
configuration R
énantiomères
réaction stéréospécifique
(ici énantiospécifique)