Annexe 03 - Effets électroniques (inductif et mésomère)

Partie II - La synthèse organique : découverte et stratégie
Objectif 3 - Découvrir la notion de sélectivité
Annexe 03 - Effets électroniques (inductif et mésomère)
I. Effet électronique
III. Effet mésomère
Dans une molécule schématisée par R - Z, l’atome (ou groupe d’atomes) Z exerce un
effet électronique sur le reste de la molécule (noté R) si la densité électronique sur le
reste de la molécule est modifiée par rapport à ce qu’elle serait dans la molécule R-H
qui sert de référence :
- si la densité électronique est diminuée, Z est dit attracteur : effet -.
- si la densité électronique est augmentée, Z est dit donneur : effet +.
Il se rencontre dans le cas de groupes pouvant donner ou accepter des électrons π
(liaisons doubles) ou n (doublets non-liants). Cet effet nécessite l’existence de
liaisons multiples dans la molécule.
II. Effet inductif
Un groupe Z a un effet mésomère attracteur, noté - M, s’il appauvrit le reste de la
molécule en électrons (diminution de la densité électronique).
la liaisons C-Z étant une liaisons σ, C et Z ayant des
électronégativités différentes
L’enrichissement ou l’appauvrissement de la densité électronique de l’atome de
carbone est le résultat de l’effet inductif de Z :
• s’il y a appauvrissement de la densité électronique, Z a un effet inductif
attracteur noté - I
• s’il y a enrichissement de la densité électronique, Z a un effet inductif
donneur noté + I
effet inductif donneur +I
fort
faible
⎯O ⎯CR3
⎯CH3
⎯NR2 si R > C2H5
effet inductif attracteur -I
fort
faible
⎯NH3+
⎯X (Cl, Br et I)
⎯NO2
⎯C6H5
⎯C≡N
⎯O⎯H et ⎯O⎯R
⎯N≡N+
⎯NH2 et ⎯N(CH3)2
L’effet inductif est additif et se transmet le long des chaines carbonées (en
s’aténuant) :
• -C(CH3)3 > -CH(CH3)2 > -CH2–CH3 > -CH3 ( effet + I)
• -CCl3 > -CHCl2 > -CH2Cl > -CH3 ( effet - I)
Remarques.
• Un effet inductif attracteur fragilise certaines liaisons labiles1 ().
• Un effet inductif donneur stabilise les cations.
1
Modification du pKA d’un acide carboxylique par exemple.
ENCPB – 2012
Un groupe Z a un effet mésomère donneur, noté + M, s’il enrichit le reste de la
molécule en électrons (augmentation de la densité électronique).
Remarques.
• L’écriture des formes mésomères fait souvent apparaître des charges
supplémentaires. Ces charges n’ont pas de sens réel, elles donnent juste une
idée des zones appauvries ou enrichies.
• Plus une espèce présente de formes mésomères de structures proches, plus elle
est stable.
Mésomère donneur +M
⎯OH, ⎯OR
Mésomère attracteur -M
C
⎯SH, ⎯SR
O
⎯NH2, ⎯NHR, ⎯NR2
C
H >
R >
C
O
O
O
C
C
C
O
R
C
O
N
OR >
N
NH2
O
C
OH
Cl
O
O
C
C
NO2
SO3H
⎯O -, ⎯S -, ⎯X
Remarques : les effets électroniques ont un impact important sur la stabilité d’une
espèce, en délocalisant leur charge :
- les effets électroniques donneurs permettent de stabiliser les cations2
- les effets électroniques attracteurs permettent de stabiliser les anions2.
2
La stabilité relative des intermédiaires réactionnels sera abordée plus tard en cours.
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