Page 216 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Chapitre 8 ■ Les alcanes

8.2.4 Action de la chaleur (pyrolyse)

Les alcanes sont parmi les composés organiques les plus stables à la chaleur. Cependant, à partir de
700 °C environ, éventuellement en présence de catalyseurs, ils subissent diverses transformations
consécutives à des ruptures de liaisons (pyrolyse = « coupure par la chaleur »).

a) Coupures de chaîne
Des ruptures de liaisons C-C peuvent se produire à tous les niveaux d'une chaîne. Il en résulte la
fragmentation de la molécule initiale en deux ou plusieurs molécules plus légères, et on obtient des
mélanges d'alcanes et d'alcènes.

Exemples
Cohl , peut donner C,H (alcène) et C,H,, (alcane), ou C,H , (alcène) et C,H, (alcane), ou tout
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autre mélange de molécules totalisant 20 atomes de carbone et 42 atomes d'hydrogène.
b) Déshydrogénation
La rupture de liaisons C-H peut conduire à une simple déshydrogénation, un alcane donnant un alcène
(ou un mélange d'isomères de position d'un alcène) possédant le même nombre d'atomes de carbone.

Exemple

c) Isomérisation
Un alcane à chaîne linéaire peut se «réarranger » en un isomère à chaîne ramifiée.

Exemple
le butane peut s'isomériser en isobutane.
d) Cyclisation

On observe également la transformation des chaînes linéaires en chaînes cycliques, à la suite de la
formation d'une liaison C-C entre leurs deux carbones extrêmes, ou même entre l'un d'eux et l'un
de ceux de la chaîne. Simultanément, il se produit une déshydrogénation et l'on obtient en définitive
un cycle benzénique, plus ou moins substitué.

Exemples

p
Ces diverses réactions s'interprètent par la formation initiale de radicaux libres, à la suite de la
rupture homolytique de liaisons C-C ou C-H. Divers processus interviennent ensuite entre ces
chap. 5,
radicaux libres : recombinaison de radicaux provenant de molécules différentes, « attaque » de liai- § 5.3.1
sons C H, transferts d'hydrogène entre radicaux, etc. Ainsi, la formation d'un alcane et d'un alcène
à la suite d'une rupture de chaîne (ci-dessus, a) peut s'expliquer par un processus en deux étapes:

1. Formation de deux radicaux libres : C_H,,>C,H,,'+CH,'
2. Transfert d'un H d'un radical à l'autre (à l'occasion d'une collision entre eux) :

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