Fiche de Révision : Composés Organométalliques Stœchiométriques (Li, Mg, Cu, Zn)

1. 📌 L'essentiel

• Métaux alcalins (Li, Na, K) : très réactifs, sensibles à l’air et à’humidité.
• Métaux alcalino-terreux (Mg, Ca) : oxydation +2, insèrent dans C–X, moinsactifs que Li.
• Cuprates et organozincs : mécanismes complexes, réactions 1,4 addition, Insertion.
• Structures solides : clusters, agrégats (ex : hexamère BuLi), décelables par NMR.
• Synthèses principales : métallation, échange halogène, insertion Zn.
• Réactions majeures : oxydation, échange halogène, cyclopropanation, Reformatsky.
• Réactivité décroissante : Li > Mg > Cu > Zn.
• Techniques : manipulation sous atmosphère inerte (ligne de Schlenk).
• Utilisations : synthèse organique, réactions de couplage, mécanismes d’échange.
• Structures en solution : détection par NMR (6Li, 7Li).

2. 🧩 Structures & Composants clés

• Métal alcalin — métal réactif, soluble sous forme d’agrégats ou clusters.
• Métal alcalino-terreux — oxydes, organomagnésiens en solutions.
• Cuprates — complexes de Cu avec ligands organiques, mécanismes multiétapes.
• Organozincs — Zn lié à organiques, souvent via échange ou insertion.
• Structuration solide — clusters, agrégats en solution.
• Réactifs en solution — détectés par NMR (ex : 6Li, 7Li).
• Réactions clés — métallation, échange halogène, insertion, cyclopropanation.
• Techniques — manipulation sous atmosphère inerte, solvants spéciaux (Et₂O, THF).

3. 🔬 Fonctions, Mécanismes & Relations

• Métal → organique : insertion ou échange halogène pour former organométalliques.
• Réactivité : Li > Mg > Cu > Zn, dépend de l’état de surface et de la nature du ligand.
• Mechanismes en chaîne : insertion dans C–X → formation de complexes, puis réactions de couplage.
• Structures : clusters et agrégats, en solution et solides, décelables par NMR.
• Réactions spécifiques :
  • Oxydation → formation d’oxydes ou peroxydes.
  • Échange halogène → RX + R’M → RM + R’X.
  • Insertion Zn(0) dans C–X → Organométalliques de zinc.
  • Cyclopropanation par organozincs (ex : réaction de Simmons-Smith).
• Relations :
  • Structures en agrégats → influence la réactivité et la solubilité.
  • Mécanismes d’échange → impact sur la synthèse ciblée.

4. Tableau comparatif des familles

5. 🗂️ Diagramme Hiérarchique (ASCII)

Composés organométalliques
 ├─ Métaux alcalins (Li, Na, K)
 │    ├─ Structures : clusters, agrégats
 │    └─ Réactions : métallation, exchange halogène
 ├─ Métaux alcalino-terreux (Mg, Ca)
 │    ├─ Structures : solvates, complexes
 │    └─ Réactions : oxydation, insertion
 ├─ Cuprates (Cu)
 │    ├─ Mécanismes : 1,4 addition, oxydation
 │    └─ Structures : complexes variés
 └─ Organozincs (Zn)
     ├─ Structures : insertion, agrégats
     └─ Réactions : insertion, CO₂ fixation

6. ⚠️ Pièges & Confusions fréquentes

• Confondre organolithiums très réactifs et organozincs plus stables.
• Négliger la sensibilité à l’humidité et à l’air si manipulation non contrôlée.
• Confusion entre structures agrégées et monomériques; leur réactivité diffère.
• Mal interpréter la détection NMR des agrégats (ex : 6Li, 7Li).
• Négliger la différence entre synthèses par métallation et échange halogène.
• croire que tous les organométalliques sont réactifs de la même façon.
• Confondre mécanismes d’oxydation et d’insertion.
• Sous-estimer la manipulation sous atmosphère inerte.
• Confondre mécanismes de cyclopropanation et autres réactions de C–X.
• Surévaluer la réactivité pour tous les métaux, notamment Zn.

7. ✅ Checklist Examen Final

• Savoir distinguer structures solides et en solution.
• Confirmer la réactivité décroissante Li > Mg > Cu > Zn.
• Connaître les mécanismes principaux : métallation, échange halogène, insertion.
• Identifier les techniques de manipulation en atmosphère contrôlée.
• Reconnaître les réactions majeures : oxydation, cyclopropanation, Reformatsky.
• Savoir utiliser et interpréter la détection NMR pour structures agrégées.
• Comprendre l’influence des structures agrégées sur la réactivité.
• Différencier les familles (Li, Mg, Cu, Zn) et leurs applications.
• Être capable de réaliser un dessin hiérarchique du sujet.
• Connaitre les applications principales en synthèse organique.
• Maîtriser les pièges courants pour ne pas confondre familles ou mécanismes.
• Réviser les techniques de manipulation sous atmosphère inerte.
• Se rappeler des réactions spécifiques : insertion, échange halogène, cyclopropanation.
• Connaître les principales différences structurales et réactives.
• Être capable d’expliquer la formation de clusters et agrégats.