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title: "Oxydation et réduction des alcènes"
book: "Chimie universitaire — 2e année"
subject: chemistry
language: fr
chapter: 21
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/3/fr/chapter/21-oxydation-et-reduction-des-alcenes
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Chapitre 21 — Oxydation et réduction des alcènes

Une colle époxy bicomposant se présente en deux tubes : l’un contient des molécules terminées par des cycles [époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide), cycles à trois atomes formés de deux carbones et d’un oxygène ; l’autre une amine. Après mélange, les cycles tendus s’ouvrent les uns après les autres et la pâte durcit en un réseau rigide. Les alcènes sont la matière première de ces cycles, d’alcools placés là où la règle de Markovnikov ne les mettrait jamais, de diols de géométrie choisie, et des petits fragments qui indiquaient autrefois aux chimistes la position d’une double liaison dans une molécule. Ce chapitre ajoute aux additions électrophiles du volume de première année les réactions qui réduisent ou oxydent la double liaison, et la stéréochimie que chacune impose.

**Rappel.**

Le volume de première année : additions électrophiles, règle de Markovnikov, ions halogénonium, additions syn et anti, hydratation des alcènes, nombres d’oxydation du carbone, donneurs d’hydrure, chimiosélectivité, composés méso et mélanges racémiques, réactions stéréospécifiques. [Chapitre 20](https://one-course.com/books/chemistry/3/fr/chapter/20-catalyse-organometallique-etapes-elementaires-et-cycles#ch-b2-catalytic-cycles) : le cycle d’hydrogénation du catalyseur de Wilkinson.

![Mélange d’une colle époxy bicomposant : la résine, porteuse de groupes époxyde, et le durcisseur, une amine, réagissent dès qu’ils se rencontrent ; les cycles s’ouvrent et relient les molécules en un réseau solide.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-alkene-redox/img-2f6427944634.jpg)

*Mélange d’une colle époxy bicomposant : la résine, porteuse de groupes [époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide), et le durcisseur, une amine, réagissent dès qu’ils se rencontrent ; les cycles s’ouvrent et relient les molécules en un réseau solide.*

## 21.1 Hydrogénation catalytique

**Définition 21.1 (Hydrogénation catalytique).**

Une *hydrogénation catalytique* additionne le dihydrogène sur une liaison multiple en présence d’un catalyseur : un métal finement divisé (palladium sur charbon, platine, nickel) en catalyse hétérogène, ou un complexe soluble comme celui de Wilkinson en catalyse homogène.

Sur une surface métallique, le dihydrogène et l’alcène sont tous deux retenus, la liaison $\ce{H-H}$ est rompue en atomes d’hydrogène de surface, et ceux-ci sont transférés l’un après l’autre aux atomes de carbone de l’alcène, couché à plat sur le métal.

**Proposition 21.2 (Addition syn).**

L’[hydrogénation catalytique](#def-b2-alkene-redox-hydrogenation) apporte les deux atomes d’hydrogène sur la même face de la double liaison. Un alcyne hydrogéné sur un catalyseur au palladium empoisonné s’arrête à l’alcène, qui est l’isomère (*Z*).

**Argument.** L’alcène est lié au catalyseur par une de ses faces, et les deux hydrogènes viennent du catalyseur, donc de cette face : addition syn. Avec un alcyne, les deux hydrogènes ajoutés sur la triple liaison sont du même côté, en cis l’un par rapport à l’autre : l’alcène (*Z*). Un catalyseur partiellement désactivé (palladium sur carbonate de calcium avec un sel de plomb et de la quinoléine) fixe l’alcyne bien plus fortement que l’alcène formé, qui quitte la surface avant une seconde addition. ∎

## 21.2 Hydroboration–oxydation

**Définition 21.3 (Hydroboration).**

Une *hydroboration* additionne une liaison B–H d’un borane sur une liaison $\ce{C=C}$ ; suivie d’une oxydation par le peroxyde d’hydrogène en milieu basique, elle transforme l’alcène en un alcool dont le groupe hydroxyle se trouve sur le carbone le moins substitué : une *orientation anti-Markovnikov*.

![Hydroboration–oxydation du propène. Le borane s’additionne en une seule étape, le bore sur le carbone terminal et l’hydrogène sur le carbone interne, tous deux sur la même face ; l’oxydation remplace le bore par OH avec rétention de configuration. Il se forme du propan-1-ol, et non le propan-2-ol de l’hydratation en milieu acide.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-alkene-redox/fig-d1b0a93a54e7.svg)

*Hydroboration–oxydation du propène. Le borane s’additionne en une seule étape, le bore sur le carbone terminal et l’hydrogène sur le carbone interne, tous deux sur la même face ; l’oxydation remplace le bore par $\ce{OH}$ avec rétention de configuration. Il se forme du propan-1-ol, et non le propan-2-ol de l’hydratation en milieu acide.*

**Proposition 21.4 (Orientation de l’hydroboration).**

Le bore se fixe sur le carbone le moins substitué de la double liaison, et l’hydrogène sur le plus substitué ; l’addition est syn.

**Argument.** Le bore, qui possède une orbitale p vide, est l’électrophile : dans l’état de transition à quatre centres (les deux carbones, le bore et l’hydrogène), la liaison au bore se forme un peu avant la liaison C–H, et une charge partielle positive apparaît sur l’autre carbone, mieux portée par le plus substitué ; le groupe boré, encombrant, préfère aussi l’extrémité la moins encombrée. Les deux nouvelles liaisons se forment sur une même face, en une étape concertée : syn. ∎

**Proposition 21.5 (Oxydation avec rétention).**

L’oxydation d’un alkylborane par le peroxyde d’hydrogène en milieu basique remplace chaque liaison C–B par une liaison C–OH avec rétention de configuration du carbone.

**Argument.** L’anion hydroperoxyde s’additionne sur le bore ; un groupe alkyle migre ensuite du bore vers l’oxygène voisin, avec son doublet d’électrons, tandis que l’hydroxyde part ; le carbone garde ses liaisons du même côté tout au long. L’hydrolyse de la liaison B–O libère l’alcool. ∎

## 21.3 Époxydes

**Définition 21.6 (Époxyde).**

Un *époxyde* (oxirane) est un éther cyclique dont le cycle à trois atomes comporte deux carbones et un oxygène. Une *époxydation* transforme un alcène en époxyde, le plus souvent au moyen d’un *peroxyacide* $\ce{RCO3H}$, qui transfère un atome d’oxygène à la double liaison.

![Époxydation par un peroxyacide (Ar : par exemple un groupe 3-chlorophényle). L’oxygène terminal du peroxyacide est transféré à la double liaison en une seule étape, les deux liaisons C–O se formant sur la même face.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-alkene-redox/fig-237d98032c63.svg)

*[Époxydation](#def-b2-alkene-redox-epoxide) par un [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide) (Ar : par exemple un groupe 3-chlorophényle). L’oxygène terminal du [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide) est transféré à la double liaison en une seule étape, les deux liaisons C–O se formant sur la même face.*

**Proposition 21.7 (Époxydation stéréospécifique).**

L’[époxydation](#def-b2-alkene-redox-epoxide) par un [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide) est stéréospécifique : un alcène (*Z*) donne l’[époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) cis, un alcène (*E*) l’[époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) trans.

**Démonstration.** L’oxygène est transféré en une seule étape concertée sur une face de la double liaison, qui ne tourne pas entre-temps : les positions relatives des substituants sont conservées. ∎

**Proposition 21.8 (Ouverture des époxydes).**

Un nucléophile ouvre un [époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) en attaquant un carbone par la face opposée à l’oxygène (ouverture anti, avec inversion de ce carbone). En milieu basique, il attaque le carbone le moins encombré ; en milieu acide, le plus substitué.

**Argument.** La tension du cycle rend les liaisons C–O faciles à rompre. Avec un nucléophile fort et sans acide, l’ouverture est une substitution bimoléculaire, et le carbone le moins encombré est le plus facile à atteindre. En milieu acide, l’oxygène est protoné ; la liaison C–O vers le carbone le plus substitué s’allonge le plus, ce carbone portant la plus grande charge partielle positive, et même un nucléophile faible (l’eau, un alcool) attaque là — toujours par l’arrière, donc toujours en anti. ∎

![Ouverture du 2,2-diméthyloxirane par le méthanol. En haut, avec le méthanolate : attaque sur le CH2, le carbone le moins encombré. En bas, en milieu acide : attaque sur le carbone le plus substitué, qui porte l’essentiel de la charge positive de l’époxyde protoné.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-alkene-redox/fig-0590e092161e.svg)

![Ouverture du 2,2-diméthyloxirane par le méthanol. En haut, avec le méthanolate : attaque sur le CH2, le carbone le moins encombré. En bas, en milieu acide : attaque sur le carbone le plus substitué, qui porte l’essentiel de la charge positive de l’époxyde protoné.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-alkene-redox/fig-d5938b8a17c3.svg)

*Ouverture du 2,2-diméthyloxirane par le méthanol. En haut, avec le méthanolate : attaque sur le $\ce{CH2}$, le carbone le moins encombré. En bas, en milieu acide : attaque sur le carbone le plus substitué, qui porte l’essentiel de la charge positive de l’[époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) protoné.*

## 21.4 Dihydroxylation

**Définition 21.9 (Dihydroxylation).**

Une *dihydroxylation* transforme un alcène en un diol-1,2 en ajoutant un groupe $\ce{OH}$ sur chaque carbone de la double liaison.

Le tétraoxyde d’osmium, en quantité catalytique avec un réoxydant, et le permanganate dilué à froid apportent les deux oxygènes par l’intermédiaire d’un ester cyclique, sur une même face : une [dihydroxylation](#def-b2-alkene-redox-dihydroxylation) syn. Une [époxydation](#def-b2-alkene-redox-epoxide) suivie d’une ouverture par l’eau en milieu acide donne le diol anti.

**Proposition 21.10 (Diols syn et anti).**

À partir du (*Z*)-but-2-ène, la [dihydroxylation](#def-b2-alkene-redox-dihydroxylation) syn donne le méso-butane-2,3-diol et la voie de l’[époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) donne le mélange racémique des diols (2*R*,3*R*) et (2*S*,3*S*) ; à partir du (*E*)-but-2-ène, les résultats sont échangés.

**Démonstration.** Dans le (*Z*)-but-2-ène, les deux méthyles sont du même côté. Ajouter deux $\ce{OH}$ sur une même face donne un diol dans lequel, écrit dans la conformation éclipsée de l’ancienne double liaison, les deux $\ce{OH}$ sont d’un côté et les deux méthyles de l’autre : un plan miroir passe entre C2 et C3, c’est le composé méso. La voie de l’[époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) place les deux $\ce{OH}$ sur des faces opposées (anti) : le plan miroir disparaît, et l’attaque sur l’un ou l’autre carbone de l’[époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) achiral, également probable, donne les deux énantiomères en quantités égales. Pour l’alcène (*E*), chaque étape inverse la relation entre les méthyles, ce qui échange les résultats. ∎

![Les deux butane-2,3-diols issus du (Z)-but-2-ène, schématiques (liaison C2–C3 verticale, les deux groupes de chaque carbone dessinés à gauche et à droite). L’addition syn place les deux OH du même côté : un plan miroir interne (en tirets), le composé méso. L’addition anti les place de part et d’autre : un diol chiral, formé avec son énantiomère.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-alkene-redox/fig-55b476c8d3c2.svg)

*Les deux butane-2,3-diols issus du (*Z*)-but-2-ène, schématiques (liaison C2–C3 verticale, les deux groupes de chaque carbone dessinés à gauche et à droite). L’addition syn place les deux $\ce{OH}$ du même côté : un plan miroir interne (en tirets), le composé méso. L’addition anti les place de part et d’autre : un diol chiral, formé avec son énantiomère.*

## 21.5 Coupure oxydante

**Définition 21.11 (Coupure oxydante).**

Une *coupure oxydante* rompt les deux liaisons d’une double liaison $\ce{C=C}$ et transforme chaque carbone en groupe carbonyle ou carboxyle. Dans une *ozonolyse*, l’alcène réagit avec l’ozone et l’ozonide intermédiaire est décomposé lors d’une seconde étape, le traitement.

**Proposition 21.12 (Produits de l’ozonolyse).**

L’[ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) scinde chaque liaison $\ce{C=C}$ en deux groupes $\ce{C=O}$. Avec un traitement réducteur (zinc et acide, ou sulfure de diméthyle), un carbone porteur d’un hydrogène donne un aldéhyde ; avec un traitement oxydant (peroxyde d’hydrogène), il donne un acide carboxylique. Un carbone porteur de deux groupes carbonés donne une cétone dans les deux cas.

**Argument.** L’ozone s’additionne sur la double liaison, l’intermédiaire se réarrange et la liaison C–C se rompt, ce qui donne un ozonide dans lequel chaque ancien carbone de l’alcène est lié à deux oxygènes. Le traitement le réduit en deux composés carbonylés, ou oxyde davantage les aldéhydes. Les étapes intermédiaires sont admises. ∎

![Ozonolyse du 2-méthylbut-2-ène avec un traitement réducteur : propanone et éthanal. Relier de nouveau les deux carbones des carbonyles par une double liaison reconstitue l’alcène.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-alkene-redox/fig-9273b0f19cc3.svg)

*[Ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) du 2-méthylbut-2-ène avec un traitement réducteur : propanone et éthanal. Relier de nouveau les deux carbones des carbonyles par une double liaison reconstitue l’alcène.*

**Méthode 21.13 (Localiser une double liaison).**

1. Dresser la liste des fragments carbonylés de l’ [ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) et compter leurs carbones ; leur somme doit égaler celle de l’alcène.
2. Chaque carbone de $\ce{C=O}$ était un carbone doublement lié : relier les fragments en remplaçant deux $\ce{C=O}$ par une $\ce{C=C}$ .
3. Pour un cycle, il sort une seule molécule à deux groupes carbonyle ; relier ses deux extrémités.
4. Vérifier avec la formule brute et le nombre d’insaturations.

Le permanganate concentré à chaud coupe aussi les doubles liaisons, en donnant des acides et des cétones ; le periodate de sodium coupe les diols-1,2 en deux composés carbonylés, voie plus douce passant par le diol.

**Méthode 21.14 (Choisir un réactif pour un alcène).**

| cible | réactif | stéréochimie, orientation |
| --- | --- | --- |
| alcane | $\ce{H2}$, Pd/C | syn |
| alcool de Markovnikov | $\ce{H2O}$, acide | via un carbocation |
| alcool anti-Markovnikov | $\ce{BH3}$, puis $\ce{H2O2}$, $\ce{HO-}$ | syn |
| [époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) | [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide) | stéréospécifique |
| diol syn | $\ce{OsO4}$ (cat.) ou $\ce{MnO4-}$ à froid | syn |
| diol anti | [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide), puis $\ce{H2O}$, acide | anti |
| deux carbonyles | $\ce{O3}$, puis $\ce{Zn}$/acide | coupure |

**Sécurité.**

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![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-3/b2-alkene-redox/fig-58320b3f229b.svg)

Le tétraoxyde d’osmium est volatil et très toxique (il attaque les yeux) ; on l’utilise en quantité catalytique, en solution, sous hotte. Les [peroxyacides](#def-b2-alkene-redox-epoxide) et le peroxyde d’hydrogène sont des oxydants qui peuvent se décomposer violemment s’ils sont chauffés ou concentrés ; les solutions de borane sont inflammables ; l’ozone est toxique et produit sous hotte.

## 21.6 Exercices

**Exercice 21.1 ★.**

Donner le produit formé par le 1-méthylcyclohexène avec : $\ce{H2}$/Pd ; $\ce{H2O}$/$\ce{H+}$ ; $\ce{BH3}$ puis $\ce{H2O2}$/$\ce{HO-}$ ; un [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide) ; $\ce{OsO4}$ (cat.) ; $\ce{O3}$ puis $\ce{Zn}$/$\ce{H+}$.

**Solution de Exercice 21.1.**

Méthylcyclohexane ; 1-méthylcyclohexan-1-ol ; trans-2-méthylcyclohexan-1-ol (addition syn de H et de B, donc le $\ce{OH}$ et le nouvel H du même côté, le méthyle en trans du $\ce{OH}$) ; oxyde de 1-méthylcyclohexène ([époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide)) ; cis-1-méthylcyclohexane-1,2-diol ; 6-oxoheptanal $\ce{CH3CO(CH2)4CHO}$.

**Exercice 21.2 ★.**

Quel alcool l’hydroboration–oxydation donne-t-elle à partir du 2-méthylpropène ? Et l’hydratation en milieu acide ?

**Solution de Exercice 21.2.**

Hydroboration–oxydation : 2-méthylpropan-1-ol. Hydratation en milieu acide : 2-méthylpropan-2-ol.

**Exercice 21.3 ★.**

Représenter l’[époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) formé à partir du (*E*)-but-2-ène. Est-il chiral ?

**Solution de Exercice 21.3.**

trans-2,3-Diméthyloxirane, les deux méthyles de part et d’autre du cycle. Il est chiral (pas de plan miroir) et se forme sous forme de mélange racémique.

**Exercice 21.4 ★.**

Donner les produits de l’[ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) de l’hex-3-ène avec un traitement réducteur, puis avec un traitement oxydant.

**Solution de Exercice 21.4.**

Traitement réducteur : deux molécules de propanal. Traitement oxydant : deux molécules d’acide propanoïque.

**Exercice 21.5 ★★.**

Donner les diols formés à partir du (*Z*)-but-2-ène (a) avec $\ce{OsO4}$ ; (b) avec un [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide) puis un acide aqueux. Lequel est optiquement inactif parce qu’il est méso, et lequel parce qu’il est racémique ?

**Solution de Exercice 21.5.**

(a) méso-butane-2,3-diol, inactif parce qu’il est achiral. (b) les diols (2*R*,3*R*) et (2*S*,3*S*) en quantités égales, inactifs parce que racémiques.

**Exercice 21.6 ★★.**

Le 2,2-diméthyloxirane est ouvert par l’eau en milieu acide et par l’hydroxyde. Les deux voies donnent-elles le même produit ? Expliquer.

**Solution de Exercice 21.6.**

En milieu acide, l’eau attaque le carbone tertiaire ; en milieu basique, l’hydroxyde attaque le $\ce{CH2}$ ; dans les deux cas, un $\ce{OH}$ se retrouve sur chaque carbone : le même 2-méthylpropane-1,2-diol. Avec le méthanol, les deux voies donnent des éthers différents (comme dans le chapitre).

**Exercice 21.7 ★★.**

Comment préparer le (*Z*)-hex-3-ène à partir de l’hex-3-yne ?

**Solution de Exercice 21.7.**

Hydrogénation par un équivalent de $\ce{H2}$ sur un catalyseur au palladium empoisonné (Lindlar) : l’addition syn sur la triple liaison s’arrête à l’alcène (*Z*).

**Exercice 21.8 ★★.**

Un alcène $\ce{C7H14}$ donne, par [ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) avec un traitement réducteur, de la propanone et du butanal. Donner sa structure.

**Solution de Exercice 21.8.**

La propanone (3 C) et le butanal (4 C) se relient par leurs carbones carbonyles : c’est le 2-méthylhex-2-ène, $\ce{(CH3)2C=CH-CH2CH2CH3}$.

**Exercice 21.9 ★★.**

Proposer une synthèse de l’hexan-1-ol à partir de l’hex-1-ène, et dire pourquoi l’hydratation en milieu acide échouerait.

**Solution de Exercice 21.9.**

$\ce{BH3}$ (ou un borane encombré), puis $\ce{H2O2}$ et $\ce{NaOH}$ : hexan-1-ol. L’hydratation en milieu acide passe par le carbocation secondaire et donne l’hexan-2-ol (Markovnikov), avec des sous-produits de réarrangement.

**Exercice 21.10 ★★★.**

Le limonène possède une double liaison cyclique trisubstituée et une double liaison exocyclique disubstituée ($\ce{C(CH3)=CH2}$). Laquelle réagit la première avec un équivalent de [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide), et laquelle avec un équivalent d’un borane encombré ? Expliquer.

**Solution de Exercice 21.10.**

Le [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide), électrophile, réagit plus vite avec la double liaison cyclique, plus substituée et plus riche en électrons. Le borane encombré réagit avec le $\ce{C=CH2}$ terminal, moins encombré.

**Exercice 21.11 ★★★.**

Préparer le trans-cyclohexane-1,2-diol à partir du cyclohexène, puis le cis-cyclohexane-1,2-diol.

**Solution de Exercice 21.11.**

trans : [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide), puis eau en milieu acide (ouverture anti). cis : $\ce{OsO4}$ catalytique avec un réoxydant, ou permanganate dilué à froid (syn).

**Exercice 21.12 ★★★.**

Un composé $\ce{C6H10}$ absorbe un équivalent de $\ce{H2}$. Son [ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) avec un traitement réducteur donne un seul produit, l’hexanedial $\ce{OHC-(CH2)4-CHO}$. L’identifier.

**Solution de Exercice 21.12.**

$\ce{C6H10}$ possède deux insaturations ; un équivalent de $\ce{H2}$ signifie une $\ce{C=C}$, donc un cycle. Un seul dialdéhyde à six carbones provient d’un cycle ouvert au niveau de sa double liaison : le cyclohexène.

## 21.7 Problème : identification d’un terpène

**Problème 21.1.**

Problème du week-end — formule et insaturation du limonène, son hydrogénation, les fragments de son ozonolyse, et les réactions sélectives de ses deux doubles liaisons

Le limonène, l’odeur de l’écorce d’orange, a pour formule $\ce{C10H16}$. C’est le 1-méthyl-4-(prop-1-én-2-yl)cyclohex-1-ène : une double liaison cyclique portant un méthyle, et un groupe exocyclique $\ce{C(CH3)=CH2}$ sur le carbone opposé du cycle. $R =
8.314\,\mathrm{J}/(\mathrm{K}\,\mathrm{mol})$ ; masses molaires ($\mathrm{g}/\mathrm{mol}$) : C 12.011, H 1.008.

**Partie I — Formule et hydrogénation.**

1. Calculer la masse molaire du limonène.
2. Calculer son nombre d’insaturations.
3. Combien possède-t-il de cycles et de doubles liaisons ?
4. Écrire son hydrogénation sur palladium, produit compris.
5. Calculer la quantité de dihydrogène absorbée par $1.00\,\mathrm{g}$ de limonène.
6. Calculer son volume à $25{}^{\circ}\mathrm{C}$ et $1.00\,\mathrm{bar}$ .
7. Le produit est-il chiral ?

**Partie II — [Ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage).**

8. Quels fragments l’ [ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) avec un traitement réducteur donne-t-elle ? (Compter les carbones.)
9. Pourquoi la double liaison cyclique donne-t-elle une seule molécule et non deux ?
10. Quel fragment est perdu sous forme de gaz ou de liquide volatil ?
11. En quoi les produits différeraient-ils avec un traitement oxydant ?
12. Montrer comment les fragments localisent les deux doubles liaisons.
13. Combien le limonène a-t-il de stéréocentres, et l’ [ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) le conserve-t-elle ?

**Partie III — [Hydroboration](#def-b2-alkene-redox-hydroboration).**

14. Avec un équivalent d’un borane encombré, quelle double liaison réagit ? Pourquoi ?
15. Représenter le produit après oxydation.
16. Le nouvel alcool est-il primaire, secondaire ou tertiaire ?
17. Pourquoi l’orientation est-elle dite anti-Markovnikov ?
18. Combien de stéréoisomères peuvent se former au nouveau stéréocentre ?
19. Quel réactif placerait au contraire le $\ce{OH}$ sur le carbone le plus substitué de la même double liaison ?

**Partie IV — [Époxydation](#def-b2-alkene-redox-epoxide).**

20. Avec un équivalent de [peroxyacide](#def-b2-alkene-redox-epoxide) , quelle double liaison réagit ? Pourquoi ?
21. Représenter l’ [époxyde](#def-b2-alkene-redox-epoxide) .
22. L’ouvrir par l’eau en milieu acide : sur quel carbone l’eau attaque-t-elle ?
23. Représenter le diol et donner l’orientation relative de ses deux $\ce{OH}$ .
24. Comment obtenir l’autre diastéréoisomère de ce diol ?
25. Donner le volume de dihydrogène absorbé par $1.00\,\mathrm{g}$ de limonène à $25{}^{\circ}\mathrm{C}$ et $1\,\mathrm{bar}$ .

**Solution de Problème 21.1.**

**1.** $10 \times 12.011 + 16 \times 1.008 = 136.24\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$. **2.** $(2 \times 10 + 2 - 16)/2 = 3$. **3.** Un cycle et deux doubles liaisons. **4.** $\ce{C10H16 + 2H2 -> C10H20}$, le 1-isopropyl-4-méthylcyclohexane. **5.** $1.00/136.24 = 7.34\,\mathrm{mmol}$ de limonène, $14.68\,\mathrm{mmol}$ de $\ce{H2}$. **6.** $V = nRT/p = 0.01468 \times 8.314 \times 298.15/10^5 = 3.64 \times 10^{-4}\,\mathrm{m}^{3}$, $364\,\mathrm{mL}$. **7.** Non : les carbones 1 et 4 du cycle portent chacun deux chemins de cycle identiques ; les isomères cis et trans sont achiraux. **8.** Le méthanal $\ce{HCHO}$ (1 C), issu de l’extrémité $\ce{=CH2}$, et un seul composé en $\ce{C9}$, le 3-acétyl-6-oxoheptanal $\ce{CH3CO-CH2CH2-CH(COCH3)-CH2-CHO}$. **9.** Ses deux carbones appartiennent au même cycle : rompre la double liaison ouvre le cycle sans rien séparer. **10.** Le méthanal (un gaz). **11.** Les groupes aldéhyde deviennent des acides carboxyliques (le méthanal va jusqu’à $\ce{CO2}$) ; les cétones restent inchangées. **12.** La cétone et l’aldéhyde de la chaîne en $\ce{C9}$ étaient reliés dans le cycle ; la seconde cétone ($\ce{COCH3}$) et le méthanal étaient les deux extrémités de la double liaison de la chaîne latérale. **13.** Un seul (le C4 du cycle) ; l’[ozonolyse](#def-b2-alkene-redox-cleavage) ne le touche pas, et il subsiste comme stéréocentre du produit en $\ce{C9}$. **14.** Le $\ce{C=CH2}$ exocyclique, moins encombré que la double liaison cyclique trisubstituée. **15.** Le 2-(4-méthylcyclohex-3-én-1-yl)propan-1-ol : le $\ce{CH2OH}$ sur l’ancien carbone terminal. **16.** Primaire. **17.** Le $\ce{OH}$ se place sur le carbone le moins substitué, à l’opposé de l’orientation prévue par la règle de Markovnikov pour l’hydratation. **18.** Deux configurations au nouveau centre, ce qui donne deux diastéréoisomères (avec le centre déjà présent). **19.** L’hydratation en milieu acide (ou une autre hydratation de Markovnikov) : l’alcool tertiaire, l’$\alpha$-terpinéol. **20.** La double liaison cyclique : trisubstituée, plus riche en électrons. **21.** Le 1,2-époxy-1-méthyl-4-(prop-1-én-2-yl)cyclohexane, l’oxygène pontant C1 et C2. **22.** Sur C1, le carbone le plus substitué (celui qui porte le méthyle). **23.** Le 1-méthyl-4-(prop-1-én-2-yl)cyclohexane-1,2-diol, les deux $\ce{OH}$ en trans (ouverture anti). **24.** Une [dihydroxylation](#def-b2-alkene-redox-dihydroxylation) syn de la double liaison cyclique ($\ce{OsO4}$ catalytique), qui donne le diol cis — à condition de pouvoir faire réagir le réactif sélectivement avec cette double liaison. **25.** $1.00\,\mathrm{g}$ de limonène absorbe $\boldsymbol{\approx 364\,\mathrm{mL}}$ de dihydrogène.