Le cours
Résumé en cinq points
- Le niveau d'oxydation d'un groupe caractéristique se lit au nombre de liaisons entre le carbone fonctionnel et des hétéroatomes, de pour l'alcane à pour le dioxyde de carbone.
- Monter d'un niveau est une oxydation, descendre est une réduction, et beaucoup de transformations courantes ne changent pas de niveau.
- Un alcool primaire s'oxyde en aldéhyde puis en acide, un alcool secondaire en cétone, un alcool tertiaire ne s'oxyde pas dans les conditions usuelles d'oxydation ménagée.
- L'oxydation contrôlée d'un alcool primaire repose sur le défaut d'oxydant, la distillation de l'aldéhyde formé et le milieu anhydre.
- Le tétrahydroborate de sodium réduit les aldéhydes et les cétones en alcools, par addition nucléophile d'un ion hydrure sur le carbone puis protonation, sans toucher aux esters ni aux acides carboxyliques dans les conditions usuelles.
Pourquoi ce chapitre
En chimie organique, on parle rarement d'électrons échangés. On dit qu'on oxyde un alcool, qu'on réduit une cétone. Ces transformations relèvent du même formalisme que l'oxydo-réduction en solution aqueuse, à condition de savoir calculer un nombre d'oxydation sur un carbone.
Monter ou descendre d'un niveau d'oxydation est l'une des trois grandes opérations de la synthèse, à côté de la construction du squelette carboné et de l'activation ou de la protection des groupes.
RemarqueProgramme
- Aucun oxydant n'est à connaître.
- Un seul réducteur est exigible, le tétrahydroborate de sodium, et un seul mécanisme, celui de la réduction du groupe carbonyle.
- Les autres réactifs et les conditions expérimentales sont fournis par l'énoncé.
- Le raisonnement porte sur les niveaux d'oxydation et sur la chimiosélectivité.
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Fiche de cours rédigée à partir du programme officiel de PCSI (2021), deuxième semestre option PC, partie 6.2 « Réactions d'oxydo-réduction en chimie organique ». Elle couvre le niveau d'oxydation des espèces organiques, l'interconversion entre groupe hydroxyalkyle et groupe carbonyle, l'oxydation des alcools selon leur classe, et la réduction des aldéhydes et cétones par le tétrahydroborate de sodium.