Fonctions polyvalentes : Alcools, aldéhydes, cétones et acides carboxyliques

Pour différencier un alcool primaire d'un secondaire au laboratoire, on utilise l'oxydation ménagée :

1. On réalise l'oxydation avec du permanganate de potassium ($KMnO_4$) en défaut.
2. On teste le produit obtenu avec le réactif de Schiff ou la liqueur de Fehling.
3. Si le test est positif, le produit est un aldéhyde, donc l'alcool de départ était primaire.
4. Si le test est négatif mais que le test à la DNPH est positif, le produit est une cétone, donc l'alcool de départ était secondaire.

💡 À retenir : L'alcool primaire donne un aldéhyde (test positif au Fehling), le secondaire donne une cétone (test négatif au Fehling).

L'oxydation ménagée est une réaction chimique où le squelette carboné de la molécule reste intact, seule la fonction chimique change (ex: alcool devient aldéhyde). La combustion, par contre, est une oxydation complète et brutale qui brise toutes les liaisons carbone-carbone pour transformer la molécule en dioxyde de carbone ($CO_2$) et en eau ($H_2O$).

💡 À retenir : L'oxydation ménagée conserve la chaîne carbonée, la combustion la détruit.

Pour nommer un acide carboxylique ramifié :

1. On commence toujours la numérotation par le carbone du groupe $-COOH$ (il porte le numéro 1).
2. On identifie la chaîne carbonée la plus longue partant de ce carbone.
3. On nomme les substituants (méthyl, éthyl...) avec leurs positions.
4. Le nom suit la structure : Acide + (position)-(substituant) + (nom de l'alcane)oïque.

💡 À retenir : Le carbone fonctionnel de l'acide est prioritaire et porte toujours le n°1.

L'oxydation ménagée d'un alcool nécessite la présence d'au moins un atome d'hydrogène lié au carbone fonctionnel (le carbone qui porte le groupe $-OH$).

1. Dans un alcool tertiaire, le carbone fonctionnel est lié à trois autres atomes de carbone.
2. Il ne possède donc aucun atome d'hydrogène.
3. Sans cet hydrogène, la double liaison $C=O$ ne peut pas se former sans casser la chaîne carbonée.

💡 À retenir : Pas d'hydrogène sur le carbone fonctionnel = pas d'oxydation ménagée.

1. Le test à la DNPH est un test de groupe : il est positif (précipité jaune/orangé) pour tous les composés carbonylés (aldéhydes ET cétones).
2. Le test à la liqueur de Fehling est un test spécifique : il n'est positif (précipité rouge brique) que pour les aldéhydes, car ils sont réducteurs, contrairement aux cétones.

💡 À retenir : DNPH = Aldéhyde ou Cétone ; Fehling = Aldéhyde uniquement.

Pour transformer un aldéhyde en acide carboxylique, il faut réaliser une oxydation ménagée supplémentaire en utilisant un oxydant (comme $MnO_4^-$ ou $Cr_2O_7^{2-}$) en excès. L'aldéhyde joue le rôle de réducteur.

💡 À retenir : L'aldéhyde est l'intermédiaire d'oxydation entre l'alcool primaire et l'acide carboxylique.

Le réactif de Tollens contient des ions argent $Ag^+$. Lorsqu'on le mélange à un aldéhyde et qu'on chauffe doucement, l'aldéhyde réduit les ions $Ag^+$ en argent métallique $Ag_{(s)}$. Cet argent se dépose sur les parois du tube à essai, formant une surface réfléchissante appelée "miroir d'argent".

💡 À retenir : Le miroir d'argent confirme la présence d'un aldéhyde.

Dans les conditions de l'oxydation ménagée (température modérée, oxydants classiques), une cétone ne peut pas être oxydée car cela nécessiterait la rupture d'une liaison Carbone-Carbone.

💡 À retenir : Les cétones sont stables vis-à-vis de l'oxydation ménagée.

On utilise le préfixe "cyclo". Par exemple, un cycle à 6 carbones avec un groupe $-OH$ s'appelle le cyclohexanol. La numérotation commence par le carbone portant le groupe $-OH$.

💡 À retenir : Le suffixe reste "-ol" et on ajoute "cyclo" au nom de l'alcane.

La formule brute générale est $C_n H_{2n} O_2$. On peut aussi l'écrire $C_{n-1} H_{2n-1} COOH$ pour mettre en évidence le groupe fonctionnel.

💡 À retenir : $C_n H_{2n} O_2$ (pour $n \geq 1$).

Le précipité est de couleur rouge brique. Il est constitué d'oxyde de cuivre (I) de formule $Cu_2O$, issu de la réduction des ions $Cu^{2+}$ (bleus) en milieu basique.

💡 À retenir : Précipité rouge brique = Aldéhyde présent.

Un carbone est asymétrique s'il est lié à quatre groupes d'atomes différents. Dans un alcool comme le butan-2-ol, le carbone n°2 est lié à : $-H$, $-OH$, $-CH_3$ et $-C_2H_5$. Il est donc asymétrique.

💡 À retenir : Un carbone avec 4 voisins différents est asymétrique ($C^*$).