1.1 Nature des groupements fonctionnels
des aldéhydes et des cétones
Le groupe carbonyle (CPO) est un groupement fonctionnel très important en chimie
organique. En effet, il est présent dans de nombreuses molécules naturelles, entre autres
dans des molécules d’intérêt biologique (glucides, protéines, ADN). De plus, en raison
de sa réactivité particulièrement intéressante et variée, le groupe carbonyle est très souvent une fonction clé dans de nombreuses biosynthèses et synthèses industrielles. Les
composés comportant un groupe carbonyle sont classés en deux grandes catégories en
fonction de leur réactivité : les aldéhydes et les cétones (étudiés dans ce chapitre), ainsi
que les acides carboxyliques et leurs dérivés (étudiés dans le chapitre 3).
Les aldéhydes ont au moins un atome d’hydrogène lié au groupe carbonyle. Ce
dernier peut ensuite être lié à un autre atome d’hydrogène pour former le méthanal
(formaldéhyde), l’aldéhyde le plus simple, ou à un atome de carbone faisant partie d’un
groupe aliphatique ou d’un groupe aromatique (voir la ?gure 1.1). Les cétones ont
leur groupe carbonyle lié à deux atomes de carbone faisant chacun partie d’un groupe
aliphatique ou aromatique. Ces groupes peuvent être identiques ou différents.
Figure 1.1
Structures générales des
aldéhydes et des cétones
Le groupe carbonyle est constitué d’une liaison double (un lien σ et un lien π) entre
un atome de carbone et un atome d’oxygène, tous deux hybridés sp
2 (voir la ?gure 1.2).
L’atome de carbone forme généralement deux autres liens σ. L’arrangement des
atomes autour du carbone carbonylique est triangulaire plane, et les liaisons sont
séparées par des angles d’environ 120°. L’oxygène étant l’atome le plus électronégatif
du groupe carbonyle, les électrons de la liaison double sont attirés vers lui ; ainsi, une
charge partielle négative (δ
− ) se trouve sur l’oxygène, et une charge partielle positive
(δ
+ ) est présente sur le carbone (voir la ?gure 1.3). Cette polarisation est également
bien illustrée par les formes limites de résonance et la carte de potentiel électrostatique
dans laquelle l’oxygène comporte une plus grande densité électronique (en rouge), et le
carbone carbonylique, une plus faible densité électronique (en bleu).
La polarité du groupe carbonyle permet non seulement d’expliquer les propriétés
physiques des aldéhydes et des cétones (voir la section 1.3, p. 5), mais également leur
réactivité (voir la section 1.6.2, p. 14).
Figure 1.2
Liaison CPO composée
d’un lien σ et d’un lien π
π
2
Chapitre 1 Aldéhydes et cétones
des aldéhydes et des cétones
Le groupe carbonyle (CPO) est un groupement fonctionnel très important en chimie
organique. En effet, il est présent dans de nombreuses molécules naturelles, entre autres
dans des molécules d’intérêt biologique (glucides, protéines, ADN). De plus, en raison
de sa réactivité particulièrement intéressante et variée, le groupe carbonyle est très souvent une fonction clé dans de nombreuses biosynthèses et synthèses industrielles. Les
composés comportant un groupe carbonyle sont classés en deux grandes catégories en
fonction de leur réactivité : les aldéhydes et les cétones (étudiés dans ce chapitre), ainsi
que les acides carboxyliques et leurs dérivés (étudiés dans le chapitre 3).
Les aldéhydes ont au moins un atome d’hydrogène lié au groupe carbonyle. Ce
dernier peut ensuite être lié à un autre atome d’hydrogène pour former le méthanal
(formaldéhyde), l’aldéhyde le plus simple, ou à un atome de carbone faisant partie d’un
groupe aliphatique ou d’un groupe aromatique (voir la ?gure 1.1). Les cétones ont
leur groupe carbonyle lié à deux atomes de carbone faisant chacun partie d’un groupe
aliphatique ou aromatique. Ces groupes peuvent être identiques ou différents.
Figure 1.1
Structures générales des
aldéhydes et des cétones
Le groupe carbonyle est constitué d’une liaison double (un lien σ et un lien π) entre
un atome de carbone et un atome d’oxygène, tous deux hybridés sp
2 (voir la ?gure 1.2).
L’atome de carbone forme généralement deux autres liens σ. L’arrangement des
atomes autour du carbone carbonylique est triangulaire plane, et les liaisons sont
séparées par des angles d’environ 120°. L’oxygène étant l’atome le plus électronégatif
du groupe carbonyle, les électrons de la liaison double sont attirés vers lui ; ainsi, une
charge partielle négative (δ
− ) se trouve sur l’oxygène, et une charge partielle positive
(δ
+ ) est présente sur le carbone (voir la ?gure 1.3). Cette polarisation est également
bien illustrée par les formes limites de résonance et la carte de potentiel électrostatique
dans laquelle l’oxygène comporte une plus grande densité électronique (en rouge), et le
carbone carbonylique, une plus faible densité électronique (en bleu).
La polarité du groupe carbonyle permet non seulement d’expliquer les propriétés
physiques des aldéhydes et des cétones (voir la section 1.3, p. 5), mais également leur
réactivité (voir la section 1.6.2, p. 14).
Figure 1.2
Liaison CPO composée
d’un lien σ et d’un lien π
π
2
Chapitre 1 Aldéhydes et cétones