Chimie Organique I

Intitulé de l’enseignement

Code UE

Crédits

Chimie Organique I

 6 ECTS

Niveau : L3
Semestre : S1
Responsable : Jean-Bernard Baudin
Volume : 40 heures
Descriptif de l’enseignement :
Cours et applications : 14 séances de 2 heures ; travaux encadrés : 6 séances de 2 heures
Travail personnel : la présentation du cours est accompagné d’un polycopié de cours, de fiches permettant la vérification des connaissances par auto-évaluation (QCM), d’indications de lectures complémentaires, d’exercices de niveaux gradués et d’annales. Les étudiants rencontreront l’enseignant (par groupe de 3-4) deux fois dans le semestre pour un suivi de leurs acquisitions. Les séances de travaux encadrés seront l’occasion de s’entraîner en groupe à l’analyse de questions mécanistiques.
Présentation pédagogique :
Ce cours de chimie organique s’appuie sur les connaissances acquises en L1/L2 et souhaite être une étude raisonnée des principaux mécanismes réactionnels de la chimie organique. Ces mécanismes sont abordés en s’appuyant sur la méthode des orbitales frontalières. Nous analysons les quatre principaux processus (substitution, addition, élimination, transposition) et examinons leurs caractéristiques essentielles et leurs applications aux séquences mécanistiques. Une traversée des grands mécanismes (ioniques et concertés) permet de montrer la fécondité d’une telle approche. Ce cours doit permettre à l’étudiant de disposer d’outils généraux d’analyse des mécanismes pour aborder en deuxième semestre l’étude des mécanismes dans leur variété puis ultérieurement, les mécanismes mettant en jeu des hétéroéléments ou des intermédiaires de type radicalaire ou carbénique.
Programme
Présentation du parcours
Objectifs du cours
Brève histoire des mécanismes réactionnels
Classifications des mécanismes réactionnels
1 Principes fondamentaux de la réactivité chimique
1.1 Rappels – Définitions
1.2 Théories de la réaction chimique
1.3 Réactions complexes
1.4 Principe de microréversibilité
1.5 Postulat de Hammond
1.6 Sélectivités des réactions
1.7 Réaction photochimiques
2 Réaction chimique et orbitales moléculaires
2.1 Position du problème
2.2 La réaction chimique comme interaction
2.3 Les orbitales frontalières
2.4 Théorie des acides de PEARSON
2.5 Applications de la méthode des orbitales frontalières
2.6 Généralisation de la méthode des OF
2.7 Limites du modèle
3 Stéréochimie et analyse conformationnelle
3.1 Compléments de stéréochimie
3.2 Compléments d’analyse conformationnelle
3.3 Effets stéréoélectroniques
3.4 Stéréochimie des réactions
4 Les liaisons chimiques
4.1 Liaisons s : rupture homolytique/hétérolytique
4.2 Interaction des liaisons s
4.3 Réactions et propriétés des liaisons p
4.4 Liaisons avec l’hydrogène
4.5 L’aromaticité
5 Réactions péricycliques
5.1 Présentation
5.2 Électrocyclisations
5.3 Transpositions sigmatropiques
5.4 Cycloadditions
6 Additions et éliminations
6.1 Introduction
6.2 Additions électrophiles
6.3 Additions nucléophiles
6.4 b-Éliminations
7 Substitutions
7.1 Substitutions nucléophiles aliphatiques
7.2 Participations et ions non classiques
8 Mécanismes séquentiels
8.1 Substitutions électrophiles aromatiques
8.2 Substitutions nucléophiles aromatiques
8.3 Substitutions sur les dérivés carboxyliques
Appendice
Analyser un mécanisme réactionnel
Écrire un mécanisme réactionnel
Bibliographie du cours (ouvrages fondamentaux et pour aller plus loin)
Bibliographie
F.A. Carey, R.J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part A (Structure), Part B (Reactions), Plenum, 3e éd., 2007.
E.V. Anslyn and D.A. Dougherty, Modern Physical Organic Chemistry, University Science Books, 2009
I. Fleming, Molecular Orbitals and Organic Chemical Reactions. Student Edition, Wiley, 2009.