Complément - Chapitre 7 Alcènes et alcynes

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1 Complément - Chapitre 7 Alcènes et alcynes Caractéristiques spectrales des alcènes - Spectroscopie infrarouge (IR) des alcènes Les bandes caractéristiques fréquemment observées dans les spectres IR des alcènes sont fournies au tableau 7.a. Les spectres IR des alcènes sont un peu plus complexes que ceux des alcanes. En effet, il est possible d observer quelques bandes caractéristiques supplémentaires en raison de la liaison double C=C. Si la liaison double C=C porte un atome d hydrogène, deux bandes apparaîtront alors dans le spectre. La première caractérise la vibration d élongation de la liaison =C H et se situe légèrement à gauche (entre cm -1 et cm -1 ) de la bande caractéristique de l élongation des liaisons C H des alcanes. La deuxième consiste en une déformation angulaire de cette même liaison dont la bande se retrouve dans l empreinte digitale. Finalement, pour la liaison double C=C, la vibration d élongation de cette liaison mène à une bande caractéristique vers cm -1 d une intensité variable. En fait, l intensité de la bande d absorption est très faible si la liaison double est très peu polarisée, c est-à-dire si elle est symétrique. Tableau 7.a Bandes IR caractéristiques des alcènes Type de liaison Nombre d onde (cm -1 ) Mode de vibration Intensité C H alcène Élongation Moyenne C H alcène Déformation angulaire Moyenne C=C alcène Élongation Variable Dans le spectre du cyclohexène illustré à la figure 7.a, ces bandes caractéristiques sont toutes observées. Chapitre 7 Complément 2008 Les Éditions de la Chenelière inc. 1

2 Figure 7.a Spectre IR du cyclohexène Spectre réalisé sur Thermo Electronic Corporation, Nicolet IR 100 par Danielle Lapierre et Claude Gaudreault du Collège Jean-de-Brébeuf. Chapitre 7 Complément 2008 Les Éditions de la Chenelière inc. 2

3 L analyse détaillée des spectres IR des alcènes permet, entre autres, d identifier certaines structures particulières, telles que celles des isomères géométriques et des alcènes cumulés. Par exemple, l isomère géométrique trans est caractérisé par une bande de déformation angulaire de la liaison =C H vers 970 cm -1, de forte intensité, tandis que l on retrouve la bande vers 700 cm -1 pour la même liaison dans le cas de l isomère cis ; de plus, le signal pour ce dernier n est souvent pas facilement observable. Pour les alcènes cumulés, C=C=C, une forte bande d absorption correspondant à une élongation est observée vers cm Résonance magnétique nucléaire (spectre RMN) des alcènes Un hydrogène directement lié à un carbone de la liaison double C=C possède un déplacement chimique pouvant varier d environ 4 ppm à 8 ppm selon les groupements fixés à la liaison double Ce déplacement est dû au cône d anisotropie de la liaison double qui occasionne un déblindage dans cette région. De plus, les constantes de couplage (J) entre deux hydrogènes directement liés aux carbones de la liaison double dépendent de leur position, soit des hydrogènes géminaux ou vicinaux ainsi que l isomérie géométrique cis-trans, s il y a lieu (revoir le complément «Spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN 1 H)» du chapitre 5). Dans le cas des spectres RMN 13 C, les signaux des atomes de carbone des alcènes, hybridés sp 2, se situent dans une région assez étendue allant de 80 ppm à 150 ppm. Les pics peuvent, en général, être aisément associés au carbone correspondant. Les spectres RMN 1 H et RMN 13 C du cyclohexène sont fournis à la figure 7.b. Chapitre 7 Complément 2008 Les Éditions de la Chenelière inc. 3

4 Figure 7.b A) Spectre RMN 1 H du cyclohexène (solvant : CDCl 3 ) Spectre réalisé sur Bruker Avance 400 PJAB par François Raymond, étudiant au doctorat au laboratoire du professeur James D. Wuest à l'université de Montréal. Chapitre 7 Complément 2008 Les Éditions de la Chenelière inc. 4

5 B) Spectre RMN 13 C du cyclohexène (solvant : CDCl 3 ) Spectre réalisé sur Bruker Avance 400 PJAB par François Raymond, étudiant au doctorat au laboratoire du professeur James D. Wuest à l'université de Montréal. Chapitre 7 Complément 2008 Les Éditions de la Chenelière inc. 5