Stabilités relatives des alcènes

L’énergie libérée lorsqu’un alcène réagit avec l’hydrogène est appelée chaleur d’hydrogénation.

La stabilité relative des alcènes est déterminée en comparant leurs chaleurs d’hydrogénation. Plus la chaleur de l’hydrogénation est faible, plus la stabilité de l’alcène est élevée.

On constate que l’augmentation de la substitution à travers la double liaison diminue la chaleur de l’hydrogénation, révélant que l’alcène tétrasubstitué est plus stable que les alcènes tri-, di- et monosubstitués.

La raison en est que les alcènes les plus substitués ont un rapport plus élevé de liaisons sp^{2-sp 3} que de liaisons sp^{3-sp 3}. La liaison sp^{2-sp 3} est plus faible en énergie et plus forte que la liaison sp^{3-sp 3} car elle a une contribution plus élevée d’électrons s, qui sont plus faibles en énergie.

Un autre facteur responsable de la stabilité des alcènes substitués est l’interaction stabilisatrice, appelée hyperconjugaison, entre la densité électronique délocalisée de la liaison pi et les liaisons sigma carbone-hydrogène sur les substituants.

Les substituants alkyliques fournissent une hyperconjugaison supplémentaire et conduisent à une plus grande stabilité. Par conséquent, le 2,3-diméthyl-2-butène, avec quatre substituants à travers la double liaison, est plus stable que le propène, qui n’a qu’un seul substituant.

De plus, la stéréochimie des substituants autour des doubles liaisons contribue également à la stabilité des alcènes. Les alcènes trans ont généralement une chaleur d’hydrogénation plus faible et sont plus stables que les isomères CIS.

La raison réside dans la déformation stérique produite par l’interaction entre les substituants présents du même côté de la double liaison dans l’isomère cis.