Généralités

Définitions
Les composés organiques comportant au sein de leur molécule le groupe carbonyle -CO- sont appelés composés carbonylés. Deux classes fonctionnelles leur correspond :

Etat naturel

 

La civétone est une cétone à grand cycle présente à l'état naturel dans les glandes odoriférantes de la Civette ou chat musqué d'Afrique. Sa structure a été déterminée par le chimiste suisse d'origine croate L. S. Ruzicka en 1926 (prix Nobel 1939). Au cours de cette étude, Ruzicka mit au point une méthode de synthèse des cétones à grand cycle par chauffage de sels de thorium de diacides carboxyliques, une variante de la réaction de Piria. La synthèse totale de la civétone a été réalisée par M. Stoll en 1948. D'autres cétones à grands cycles sont utilisées en parfumerie comme la cyclopentadécanone (exaltone) ou musc artificiel

 

 

 

Le camphrier est un arbre appartenant à la famille des lauracées originaire du Japon et de Chine. Cet arbre, dont la hauteur peut atteindre plus de 40 m, a une longévité de plusieurs centaines d'années. Les feuilles du camphrier (image de gauche) rappellent celles du laurier.  Le camphre naturel (Cinnamomum Camphora) est extrait de l'huile du bois de camphrier. Il est utilisé en médecine comme révulsif et tonicardiaque.   La formule brute du camphre a été établie par J. B. Dumas en 1831. Sa synthèse a été effectuée par Komppa en 1903. L'étape clef est une condensation de Claisen

 

 

Le camphre naturel est le (+)(1R, 4R)-triméthyl-1,7,7-bicyclo [2, 2, 1] heptan-2-one. La molécule possède deux atomes de carbone asymétriques.

 

Bien qu'on puisse prévoir un maximum de 4 stéréoisomères, certaines configurations sont géométriquement impossibles en raison de la rigidité du système bicyclique. Il existe seulement deux énantiomères. Le camphre naturel ( pouvoir rotatoire spécifique : [a]_D = 44,26 °.g^-1.cm³.dm^-1), est utilisé comme point de départ pour la synthèse d'auxiliaires chiraux .
Notons que la structure du camphre naturel a été parfois décrite de façon incorrecte dans la littérature .

Carbonylés importants

 

Le méthanal est préparé par oxydation du méthanol.   Il est utilisé notamment dans la synthèse de labakélite.

 

 

L'éthanal préparé actuellement par oxydation de l'éthène grâce au procédé Wacker.   Un ancien procédé consistait à hydrater l'éthyne (acétylène).

 

 

La propanone est préparée à partir du propène par leprocédé Wacker. C'est aussi un sous-produit de la synthèse du phénol par le procédé Hock dont le bilan revient à oxyder le cumène par l'oxygène de l'air.

 

 

La cyclohexanone est préparée par oxydation ducyclohexanol. Elle est utilisée comme solvant. Sonoxime permet la synthèse du caprolactame, matière première de la synthèse du Nylon 6 obtenu à la suite d'une transposition de Beckmann.

 

Plusieurs composés carbonylés sont utilisés comme composants de parfums. Le célèbre parfum N° 5 de la maison Chanel doit sa note de tête caractéristique à la présence d'un aldéhyde dont la chaîne la plus longue comporte 11 atomes de carbone : le 1-méthylundécanal .

Nomenclature

Aldéhydes

• • les aldéhydes comportent le groupe caractéristique (ou groupe fonctionnel) -CHO. Le groupe carbonyle est lié à un groupe alkyle ou phényle et un atome d'hydrogène (exceptionnellement deux atomes d'hydrogène dans le cas du méthanal) ;
  • les cétones comportent le groupe caractéristique -CO-R. Le groupe carbonyle est lié à des groupes alkyles ou phényles.
  • La civétone
  • Le camphre
  • Le méthanal
  • L'éthanal
  • La propanone
  • La cyclohexanone
  • On distingue les séries acyclique et cyclique.

    hexanal	3-méthylpentanal

     

    Pour les composés polyfonctionnels on utilise les suffixes dial et trial. Si le groupe CHO est prioritaire dans un composé polyfonctionnel, il porte le numéro 1.

     

    hexanedial	but-3-énal

     

    cyclohexanecarbaldéhyde	3-hydroxybenzaldéhyde

    Cétones
    Comme dans le cas précédent, on distingue les séries cyclique et acyclique.

    pentan-2-one	4-bromopentan-2-one

     

    Dans le cas où le groupe carbonyle n'appartient pas à la chaîne principale. Le substituant H ₃C-CO- est désigné par acétyle.

    pentane-2, 4-dione	3-acétyl-4-méthylhexane-2, 5-dione

     

    cyclohexanone	2-méthylcyclohexanone

     

    Le nom peut être formé en nomenclature radico-fonctionnelle par assemblage. On utilise l'ordre alphabétique pour énoncer les groupes qui sont précédés éventuellement de di, tri etc.

    méthylpropylcétone	diphénylcétone

     

    Les composés dans lesquels la fonction aldéhyde ou la fonction cétone ne sont pas prioritaires sont respectivement nommés en utilisant les préfixes formyle et oxo.

     

    3-formylpropanenitrile	acide 2-méthyl-4-oxopentanoïque

    Propriétés physiques

    Constantes physiques
    Voici quelques résultats expérimentaux concernant le moment dipolaire et les énergies de liaisons de quelques composés carbonylés.

    Molécule	HCHO	CH3CHO	CH3COCH3
    p (D)	2,27	2,73	2,84

     

    Liaison	C-C	C-O	C=C	C=O
    D (kJ.mol-1)	347	360	610	740

     

    Ces valeurs appellent deux remarques :

    Températures de changement d'état

    Composé	TF (°C)	TE (°C)	d
    HCHO	- 118	19	-
    CH3CHO	- 123	21	0,79
    CH3CH2CHO	- 81	48	0,80
    CH3COCH3	- 95	56	0,79

     

    Les températures de changement d'état sont plus élevées que pour les alcanes mais moins élevées que pour les alcools de même masse molaire. Elle traduisent une association des molécules par des forces de type dipôle-dipôle.

    • Série acyclique
      Le nom est formé en ajoutant le suffixe al au nom de l'hydrocarbure correspondant à la chaîne principale. L'atome de carbone du groupe porte le numéro 1 qui n'est pas mentionné.
    • Série cyclique
      Lorsque le groupe CHO est fixé sur un atome de carbone faisant partie d'un système non aromatique on ajoute la terminaisoncarbaldéhyde au nom du système cyclique.
      Lorsque le groupe CHO est fixé sur un cycle benzénique, le composé est nommé comme dérivé du benzaldéhyde.
    • Série acyclique
    • Série cyclique
    • on note une valeur élevée du moment dipolaire des molécules qui traduit la polarité importante du groupe carbonyle ;
    • l'énergie de dissociation particulièrement élevée de la double liaison CO qui est supérieure au double de celle d'une liaison simple entre ces atomes.

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2016-09-17 07:03:11