Alcènes et oxydoréduction en chimie organique : 26 questions de concours corrigées
9 épreuves X-ENS et E3A, sessions 2020 à 2025, filière PC.
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Additions électrophiles sur les alcènes (hydratation, dihalogénation, hydrohalogénation, règle de Markovnikov), hydroboration, époxydation, dihydroxylation, ozonolyse, hydrogénation, oxydation des alcools et réduction des groupes carbonyle.
Au programme : en sup (1re année) pour PC et BCPST.
Les questions, avec indice et corrigé
26 questions, incontournables d'abord, puis de la plus accessible à la plus difficile.
ENS Physique-Chimie L PC 2022, Q15
Indiquer le rôle chimique que joue NADH dans la réaction en justifiant.
E3A Physique-Chimie PC 2025, QChimie-Problème 2-Q44
Expliquer si l'utilisation du tétrahydroborate de sodium NaBH₄ aurait également été possible pour convertir la fonction ester en fonction alcool lors de la première étape de la transformation C → D.
E3A Physique-Chimie PC 2025, QChimie-Problème 2-Q47
Expliquer si le composé H subit une réduction ou une oxydation lors de la transformation H → I. Justifier.
- oxydoréduction en chimie organique
- nombre d'oxydation
E3A Physique-Chimie PC 2023, Q18
Proposer un réactif pour la transformation de 8 en 9.
E3A Physique-Chimie PC 2023, Q19
La réaction de transformation de 10 en 11 est une syn-dihydroxylation. Au vu de la structure de 11, que signifie ce terme ?
E3A Physique-Chimie PC 2022, Q32
Donner le réactif E.
E3A Physique-Chimie PC 2021, Q35
Quelle est la fonction créée dans la molécule 5 ? Proposer un réactif permettant la synthèse de la molécule 5 à partir de 4.
- acétalisation
- protection de carbonyle
E3A Physique-Chimie PC 2021, Q40
Proposer un réactif permettant de réaliser la réaction 9 → 10.
E3A Physique-Chimie PC 2020, Q56
Écrire la demi-équation d'oxydoréduction associée au couple 3/4. En déduire la nature de la transformation subie par le composé 3.
- oxydation de swern
- degré d'oxydation
E3A Physique-Chimie PC 2025, QChimie-Problème 2-Q45
Indiquer la structure du produit E obtenu à l'issue de la réaction D → E. Justifier la régiosélectivité observée par analogie avec l'hydroboration des liaisons C=C terminales.
E3A Physique-Chimie PC 2023, Q16
Quel est le rôle de NaBH₄ dans la transformation de 6 en 7 ? Aurait-on pu utiliser un autre réactif tel que LiAlH₄ pour cette étape ?
E3A Physique-Chimie PC 2022, Q22
Le produit 2 est obtenu par addition régiosélective d'un équivalent de HBr sur le (−)-périllaldéhyde (1) selon le mécanisme décrit dans le document 2. Sachant que la première étape (formation du…
E3A Physique-Chimie PC 2022, Q27
Après séparation des stéréoisomères 5 et 6, le composé 5 est transformé en 7 par action d'un réactif C. Identifier le couple d'oxydoréduction composé des molécules 5 et 7. En déduire la nature de la…
- réduction en chimie organique
- hydrure
E3A Physique-Chimie PC 2021, Q33
À l'aide du document 1 entre autres, calculer la variation du nombre d'oxydation du carbone fonctionnel modifié entre les molécules 1 et 2. En déduire le rôle du tétrahydruroborate de sodium (NaBH₄)…
- nombre d'oxydation
- réduction d'une cétone
E3A Physique-Chimie PC 2021, Q37
À l'aide du document 2, justifier la représentation de la molécule 8.
E3A Physique-Chimie PC 2021, Q43
Donner la représentation de la molécule 16.
- réactivité
- synthèse organique
E3A Physique-Chimie PC 2020, Q59
Discuter de l'intérêt de la transformation de 7 en 8 dans le cadre de la stratégie de synthèse de la Japonilure ?
E3A Physique-Chimie PC 2023, Q20
Proposer un mécanisme pour la transformation de 11 en 12. Quel est le nom de cette réaction ?
E3A Physique-Chimie PC 2022, Q31
On considère désormais la formation de la molécule 10 par réaction du tétraoxyde d'osmium sur 9. En considérant le méthyle porté par le cycle à 6 chaînons comme le plus encombrant, donner la…
ENS Physique-Chimie L PC 2021, Q10
Proposer un mécanisme réactionnel entre ces deux espèces à l'aide des considérations orbitalaires précédentes, sachant que le produit est une espèce électriquement neutre. La réponse devra être…
ENS Physique-Chimie L PC 2021, Q19
Proposer un type de réactif qui permette de transformer 3 ou 4 en le diol 5. Représenter le mécanisme correspondant.
ENS Physique-Chimie L PC 2021, Q20
Représenter le mécanisme réactionnel de la transformation 5 6.
E3A Physique-Chimie PC 2021, Q42
Donner les représentations des molécules 13 et 14.
ENS Physique-Chimie L PC 2020, Q28
Proposer une structure pour la forme oxydée de l'acide ascorbique en justifiant la chimiosélectivité proposée.
ENS Physique-Chimie L PC 2023, Q27
Donner la structure de l'intermédiaire 6 et du produit final 7 du cycle catalytique de la figure (4). Attribuer le nom des étapes A, B et C parmi « Transfert de proton », « Coupure hétérolytique »…
ENS Physique-Chimie L PC 2020, Q27
Donner la demi-équation électronique d'oxydation et proposer un mécanisme pour l'étape de cyclisation de la dopamine oxydée en milieu aqueux.
Pièges classiques
- Le tétrahydruroborate de sodium \mathrm{NaBH}_4 est un réducteur modéré qui réduit les aldéhydes et les cétones, mais reste inefficace sur les esters et les acides carboxyliques à température ambiante.
Question source :ENS Physique-Chimie L PC 2021, Q19
- La réduction d'un dérivé carbonylé par \mathrm{LiAlH}_4 forme d'abord des alcoolates métalliques : l'étape finale d'hydrolyse acide est indispensable pour libérer l'alcool neutre.
Question source :ENS Physique-Chimie L PC 2021, Q19
À retenir
- Le borohydrure de sodium \mathrm{NaBH_4} est un réducteur chimiosélectif doux qui réduit les aldéhydes et cétones en alcools, sans réagir avec les esters, les acides carboxyliques ni les amides.
Questions sources :E3A Physique-Chimie PC 2025, QChimie-Problème 2-Q44E3A Physique-Chimie PC 2023, Q16E3A Physique-Chimie PC 2021, Q33
- Le tétrahydruroaluminate de lithium \mathrm{LiAlH_4} est un réducteur puissant qui réduit les aldéhydes, cétones, esters et acides carboxyliques en alcools, ainsi que les amides en amines ; il requiert un solvant aprotique anhydre.
Questions sources :E3A Physique-Chimie PC 2025, QChimie-Problème 2-Q44E3A Physique-Chimie PC 2023, Q16E3A Physique-Chimie PC 2022, Q27
- La réduction d'un aldéhyde ou d'une cétone consomme un seul équivalent d'hydrure, tandis que la réduction d'un ester ou d'un chlorure d'acyle par \mathrm{LiAlH_4} procède par addition-élimination et consomme deux équivalents d'hydrure.
Question source :ENS Physique-Chimie L PC 2021, Q19
- Les donneurs d'hydrures \mathrm{NaBH_4} et \mathrm{LiAlH_4} réduisent chimiosélectivement les fonctions carbonyles sans affecter les doubles liaisons \mathrm{C=C} isolées.
Question source :E3A Physique-Chimie PC 2022, Q27
- Selon la règle de Markovnikov, lors d'une addition électrophile sur un alcène dissymétrique, le proton se fixe sur le carbone le moins substitué afin de former le carbocation intermédiaire le plus substitué et le plus stable.
Question source :E3A Physique-Chimie PC 2022, Q22
- L'hydroboration suivie d'oxydation réalise une hydratation formelle anti-Markovnikov et syn d'un alcène, le groupe -\mathrm{OH} se fixant sur le carbone le moins encombré.
Questions sources :E3A Physique-Chimie PC 2025, QChimie-Problème 2-Q45E3A Physique-Chimie PC 2021, Q42
- La dihydroxylation d'un alcène par \mathrm{OsO_4} ou \mathrm{KMnO_4} dilué à froid est une addition stéréospécifique syn qui s'effectue préférentiellement sur la face la moins encombrée de la double liaison.
Questions sources :E3A Physique-Chimie PC 2023, Q19E3A Physique-Chimie PC 2022, Q31
- Une addition est dite syn lorsque les deux nouveaux substituants se lient sur la même face de la double liaison (hydroboration, hydrogénation, \mathrm{OsO_4}), et anti lorsqu'ils s'additionnent sur des faces opposées (bromation via un ion ponté).
Question source :E3A Physique-Chimie PC 2023, Q19
- L'époxydation par un peracide (comme le m-CPBA) est une réaction concertée stéréospécifique syn qui conduit à un oxirane avec rétention de la configuration relative des substituants de l'alcène.
Questions sources :E3A Physique-Chimie PC 2023, Q18E3A Physique-Chimie PC 2021, Q35
- L'hydrogénation catalytique d'une liaison \mathrm{C=C} nécessite un catalyseur métallique hétérogène (comme \mathrm{Pd/C}, \mathrm{Pt} ou \mathrm{Ni}) et correspond à une addition stéréospécifique syn de dihydrogène.
Question source :E3A Physique-Chimie PC 2023, Q19
- Pour un carbone, chaque liaison avec un élément plus électronégatif (\mathrm{O}, halogène) augmente son nombre d'oxydation de +1, et chaque liaison avec \mathrm{H} le diminue de -1 ; l'oxydation d'un alcool secondaire en cétone correspond à une augmentation de 2 unités.
Questions sources :E3A Physique-Chimie PC 2025, QChimie-Problème 2-Q47E3A Physique-Chimie PC 2021, Q33
Les questions sont classées par chapitre à partir des corrigés détaillés de WikiPrépa ; une question peut relever de deux chapitres. La difficulté, de 1 (application directe) à 4 (difficile), est une estimation. Comment les corrigés sont rédigés et relus
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