Effets inductifs

Rappel : électronégativité

Apparition de charges partielles $\delta(+)$ , $\delta(-)$ dues à la différence d'électronégativité des 2 atomes liés.

Polarisation d'une liaison transmise à plusieurs liaisons voisines.
La polarisation est induite par un atome ou groupe d'atomes (substituant) exerçant un effet inductif.

Effet inductif $-I$ (attracteur d'électrons).

Effet inductif $+I$ (donneur d'électrons).

Liaison de référence H-C, électronégativités 2,2 et 2,5

Effet inductif

Effet inductif $-I$

Quelques substituants ayant un effet inductif -I : halogènes, groupes OH, OR, NH2, NHR, NR2, SH, SR, CO2H, imine, nitrile, carbonyle, nitro, groupes chargés positivement et alcènes

Effet électrostatique induit par un substituant (atome ou groupe d'atomes) plus électronégatif que le $C$ ( $\chi = 2{,}5$ ) et qui se propage avec amortissement sur 3 à 5 liaisons.

Propagation de l'effet -I d'un atome de chlore le long d'une chaîne carbonée : charges partielles δ+ décroissantes sur les carbones

L'effet inductif $-I$ est présent dans les atomes chargés positivement (déficit d'électrons) et dans les éléments à droite du tableau.

Effet inductif $+I$

Quelques substituants ayant un effet inductif +I : anions (carbanion, alcoolate, thiolate, amidure), métaux (Li, Na, Mg, Al), non-métaux (B, Si) et groupes alkyles

Si le substituant est un donneur d'électrons, il développe une charge partielle positive et il exerce un effet inductif $+I$ .

Propagation de l'effet +I d'un atome de lithium le long d'une chaîne carbonée : charges partielles δ- décroissantes sur les carbones

L'effet inductif $+I$ est présent dans les atomes chargés négativement (surplus d'électrons), les atomes situés à gauche du tableau ou les groupes alkyles¹.

Conséquences de l'effet inductif

Acidité

Équilibre de dissociation d'un acide carboxylique R-COOH en carboxylate R-COO⁻ et H⁺, de constante Ka

Ka = \frac{[H^+][RCOO^-]}{[RCOOH]} \qquad pKa = -\log(Ka)

Un effet $-I$ augmente l'acidité, un effet $+I$ diminue l'acidité.

Acide	$pKa$	Acide	$pKa$
$CH_3COOH$	$4{,}74$	$ClCH_2COOH$	$2{,}86$
$Cl_2CHCOOH$	$1{,}26$	$Cl_3CCOOH$	$0{,}64$

Stabilisation d'une charge

Stabilisation d'une charge : un donneur d'électrons déstabilise un carbanion et stabilise un carbocation (exemple des groupes CH3), un attracteur d'électrons stabilise un carbanion et déstabilise un carbocation (exemple des atomes Cl)

Réaction multiétape ou complexe :

\overbrace{A + B}^{\text{Réactifs}} \rightleftharpoons \overbrace{[I]}^{\text{Intermédiaire}} \rightarrow \overbrace{C + D}^{\text{Produit}}

Profil énergétique d'une réaction en deux étapes : la stabilisation de l'intermédiaire I abaisse ET1 et rend la réaction plus rapide

Plus il y a de ramifications, plus l'effet $+I$ est important. ↩

Rappel : électronégativité​

Effet inductif​

Conséquences de l'effet inductif​

Footnotes​

Rappel : électronégativité

Effet inductif

Conséquences de l'effet inductif

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