1. Modification des propriétés:
* modification des propriétés physiques: La substitution des hydrocarbures peut changer leur point de fusion, son point d'ébullition, sa densité et leur solubilité. Par exemple, les alcanes ramifiés ont des points d'ébullition inférieurs à leurs isomères à chaîne droite, tandis que l'ajout d'un groupe fonctionnel polaire comme un alcool (-OH) augmente la solubilité dans l'eau.
* Amélioration de la stabilité: Les substituants peuvent rendre une molécule plus stable, en particulier en présence de chaleur ou de produits chimiques. Par exemple, l'ajout d'un groupe tert-butyle à une molécule peut le rendre plus résistant à la dégradation.
Exemples:
* alcanes ramifiés: Utilisé dans l'essence pour améliorer la combustion et réduire le coup.
* chlorofluorocarbons (CFC): Autrefois largement utilisé comme réfrigérants et propulseurs, mais maintenant largement interdits en raison de leurs propriétés appauvrissant l'ozone.
* polymères: Des monomères substitués comme le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP) sont utilisés pour créer une vaste gamme de plastiques avec diverses propriétés.
2. Présentation de nouvelles fonctionnalités:
* Création de sites réactifs: Les substituants peuvent agir comme des points de réactivité, permettant de nouvelles modifications ou réactions.
* introduisant des propriétés spécifiques: Certains substituants peuvent conférer des propriétés spécifiques, comme l'activité optique, l'activité biologique ou la fluorescence.
Exemples:
* halogénures alkyle: Utilisé dans la synthèse organique comme matériaux de départ pour une grande variété de réactions.
* alcools et éthers: Solvants et intermédiaires importants dans de nombreux processus chimiques.
* amines: Utilisé dans les produits pharmaceutiques, les colorants et les explosifs.
* esters: Utilisé dans les parfums, les arômes et les plastifiants.
3. Développer de nouveaux matériaux:
* Matériaux avec des propriétés spécifiques: Les hydrocarbures substitués sont souvent utilisés pour créer des matériaux avec des propriétés sur mesure, telles que des polymères avec une résistance, une flexibilité ou une résistance à la chaleur accrue.
* Développement de médicaments: La synthèse de nouveaux médicaments avec des activités biologiques spécifiques implique souvent de préparer des hydrocarbures substitués avec des groupes fonctionnels qui interagissent avec les cibles biologiques.
Exemples:
* chlorure de polyvinyle (PVC): Un plastique polyvalent utilisé dans la construction, la plomberie et l'emballage.
* kevlar: Une fibre synthétique forte et résistante à la chaleur utilisée dans les gilets pare-balles et autres équipements de protection.
* aspirine (acide acétylsalicylique): Un analgésique commun et un médicament anti-inflammatoire.
4. Comprendre le comportement chimique:
* Reactivité de sondage: En introduisant systématiquement des substituants, les chimistes peuvent étudier comment leur présence affecte la réactivité d'une molécule.
* Comprendre les relations structure-activité: Cela aide les chimistes à comprendre comment la structure d'une molécule influence ses propriétés et ses activités.
Exemples:
* Équation de Hammett: Une mesure quantitative des effets électroniques des substituants sur la réactivité des composés aromatiques.
* Études cinétiques: Enquêter sur la façon dont la vitesse d'une réaction change avec différents substituants.
En résumé, la préparation des hydrocarbures substitués est un aspect fondamental de la chimie, permettant aux chimistes de créer des molécules avec diverses propriétés et fonctionnalités. Ce domaine a un impact profond sur nos vies, des matériaux que nous utilisons aux médicaments que nous prenons.
