Exercice 7.7 Soit la réaction suivante.
a) Complétez cette réaction en écrivant la structure de tous les produits possibles
en deux dimensions.
b) Enrichissement En tenant compte de la stéréochimie, combien y a-t-il de produits au total ? Parmi ces produits, combien sont majoritaires ?
c) Enrichissement À l’aide d’un mécanisme réactionnel, démontrez la formation
des principaux produits possibles en trois dimensions.
C) Hydratation en milieu acide (addition d’eau)
En présence d’un acide fort agissant à titre de catalyseur, un alcène peut réagir avec de l’eau,
ce qui conduit à la formation d’un alcool (voir la ?gure 7.12). Puisque le bilan net de cette
réaction est une addition d’eau (H et OH) sur le substrat, elle porte le nom d’hydratation.
Figure 7.12
Réaction globale d’hydratation
de l’éthène (un alcène)
Dans ce type de réaction, un acide fort (très souvent l’acide sulfurique, H 2 SO 4 )
est nécessaire, car les molécules d’eau seules ne peuvent réagir avec l’alcène. En effet,
l’alcène est un nucléophile relativement faible, et la molécule d’eau n’est pas un électrophile assez puissant pour que la réaction se réalise. L’eau est plutôt un nucléophile
en raison des doublets d’électrons libres sur l’atome d’oxygène (voir le tableau 4.5,
p. 189). Puisque deux nucléophiles ne peuvent réagir ensemble, la réaction s’avère
largement défavorable. Lorsqu’un acide fort est mis en présence d’un alcène et d’eau,
des molécules d’eau réagissent tout d’abord avec l’acide pour donner des ions hydronium
4 (H 3 O
+ ). Cela s’explique par l’abondance de l’eau qui agit non seulement à titre
de réactif, mais également à titre de solvant. De plus, l’eau est un meilleur nucléophile
que l’alcène (voir le tableau 4.5). L’ion hydronium H 3 O
+ devient dès lors un très puissant électrophile (voir le tableau 4.4, p. 187), fournissant les protons nécessaires pour
que la réaction puisse débuter par l’attaque de l’alcène. Le mécanisme de cette réaction
est présenté dans la gure 7.13.
Figure 7.13
Mécanisme réactionnel
de l’hydratation de l’éthène
en milieu acide
L’acide fort (ici le H 2 SO 4 )
employé au cours de l’hydratation des alcènes agit à titre
de catalyseur. Puisqu’il est
régénéré sous la forme de
H 3 O
+ à la n de la réaction
(voir la ?gure 7.13), il n’est
pas nécessaire de l’utiliser
en grande quantité (quantité stœchiométrique). Une
quantité catalytique suft.
REMARQUE
Dans les laboratoires de
recherche et dans le milieu
industriel, de nombreux
alcools sont synthétisés à
partir d’alcènes grâce à cette
réaction d’hydratation.
REMARQUE
290 Chapitre 7 Alcènes et alcynes
a) Complétez cette réaction en écrivant la structure de tous les produits possibles
en deux dimensions.
b) Enrichissement En tenant compte de la stéréochimie, combien y a-t-il de produits au total ? Parmi ces produits, combien sont majoritaires ?
c) Enrichissement À l’aide d’un mécanisme réactionnel, démontrez la formation
des principaux produits possibles en trois dimensions.
C) Hydratation en milieu acide (addition d’eau)
En présence d’un acide fort agissant à titre de catalyseur, un alcène peut réagir avec de l’eau,
ce qui conduit à la formation d’un alcool (voir la ?gure 7.12). Puisque le bilan net de cette
réaction est une addition d’eau (H et OH) sur le substrat, elle porte le nom d’hydratation.
Figure 7.12
Réaction globale d’hydratation
de l’éthène (un alcène)
Dans ce type de réaction, un acide fort (très souvent l’acide sulfurique, H 2 SO 4 )
est nécessaire, car les molécules d’eau seules ne peuvent réagir avec l’alcène. En effet,
l’alcène est un nucléophile relativement faible, et la molécule d’eau n’est pas un électrophile assez puissant pour que la réaction se réalise. L’eau est plutôt un nucléophile
en raison des doublets d’électrons libres sur l’atome d’oxygène (voir le tableau 4.5,
p. 189). Puisque deux nucléophiles ne peuvent réagir ensemble, la réaction s’avère
largement défavorable. Lorsqu’un acide fort est mis en présence d’un alcène et d’eau,
des molécules d’eau réagissent tout d’abord avec l’acide pour donner des ions hydronium
4 (H 3 O
+ ). Cela s’explique par l’abondance de l’eau qui agit non seulement à titre
de réactif, mais également à titre de solvant. De plus, l’eau est un meilleur nucléophile
que l’alcène (voir le tableau 4.5). L’ion hydronium H 3 O
+ devient dès lors un très puissant électrophile (voir le tableau 4.4, p. 187), fournissant les protons nécessaires pour
que la réaction puisse débuter par l’attaque de l’alcène. Le mécanisme de cette réaction
est présenté dans la gure 7.13.
Figure 7.13
Mécanisme réactionnel
de l’hydratation de l’éthène
en milieu acide
L’acide fort (ici le H 2 SO 4 )
employé au cours de l’hydratation des alcènes agit à titre
de catalyseur. Puisqu’il est
régénéré sous la forme de
H 3 O
+ à la n de la réaction
(voir la ?gure 7.13), il n’est
pas nécessaire de l’utiliser
en grande quantité (quantité stœchiométrique). Une
quantité catalytique suft.
REMARQUE
Dans les laboratoires de
recherche et dans le milieu
industriel, de nombreux
alcools sont synthétisés à
partir d’alcènes grâce à cette
réaction d’hydratation.
REMARQUE
290 Chapitre 7 Alcènes et alcynes