Cours de chimie organique

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Cours de chimie Organique
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Représentation des molécules
Stéréodescripteurs
Règles séquentielles de R. S. Cahn, C. Ingold, V. Prelog

Définitions
La constitution d'une entité moléculaire précise la nature et les modes d'union des atomes formant cette entité, en incluant la multiplicité des liaisons sans tenir compte de leur disposition dansl'espace.
La configuration d'une entité moléculaire est la disposition spatiale des atomes ou des groupes d'atomes de cette entité. Ce terme est propre aux stéréo-isomères dont l'isomérie n'est pas due à des différences de conformations.
Les stéréo-isomères de configuration peuvent être classés en fonction de critères de symétrie. On distingue alors :
• les énantiomères ;
• les diastéréo-isomères.Un atome ou un groupe d'atomes qui, dans une entité moléculaire, peut être considéré comme à l'origine d'une stéréo-isomérie est appelé groupe stéréogène. Deux exemples de groupes stéréogènes sont particulièrement importants :
• un atome asymétrique, centre chiral, avec les groupes qui lui sont liés ;
• un groupe d'atomes constitué d'une double liaison avec ses substituants qui peut donnernaissance à une isomérie cis-trans.
Modes de représentation des molécules
Représentation en perspective & représentation de Cram
La représentation de Cram (1953) utilise les conventions résumées ci-dessous pour le dessin des liaisons.
dans le plan en avant du plan en arrière du plan stéréochimie non définie
trait simple trait gras trait pointillé. trait ondulé
Le dessin suivant représentel'un des stéréoisomères du 2, 3-diméthylbutane en utilisant la représentation perspective (A) et la représentation de Cram (B).

Exemple : une molécule de 5-méthyl-2-isopropylcyclohexanol est représentée sur le dessin (I) sans référence à la stéréochimie des groupes liés au cycle cyclohexanique. Le () menthol est l'un des huit stéréoisomères possibles correspondant à cette formule. Ce composéest représenté en utilisant les conventions de Cram (II) et en perspective (III).

Le ()-menthol ou menthol lévogyre, est le :
(1R, 2S, 5R)-5-méthyl-2-isopropylcyclohexanol.
Ce composé existe à l'état naturel dans l'essence de menthe. Le ()-menthol est un composé important de l'industrie des arômes et des parfums. Sa synthèse industrielle à partir du myrcène peut être réalisée selon unprocédé très élégant mis au point par la société Takasago dans lequel l'étape clé est une isomérisation énantiosélective mettant en jeu un catalyseur de Noyori.
Des exemples un peu plus compliqués sont fournis par les cis et trans décalines et le cholestérol.
Représentation de Haworth
Ce mode de représentation, introduit par le chimiste britannique Sir N. Haworth, est fréquemment utilisé dans lachimie des sucres et de leurs dérivés. Il est beaucoup plus commode que la représentation de Fischer dans le cas des structures cycliques. Les exemples ci-dessous, qui concernent les hémiacétals cycliques du glucose, montrent la filiation entre cette représentation et celle utilsant un cycle cyclohexanique en perspective qu'on utilise de plus en plus fréquemment à l'heure actuelle. On areprésenté successivement :
• le -glucopyranose (A) et (A') ;
• le -glucopyranose (B) et (B').


La structure de l'ATP offre un exemple d'utilisation de ce mode de représentation. Le cycle central est celui d'un ribofurannose.
Projection de Newman
La molécule est dessinée en projection selon une liaison CC perpendiculaire au plan du papier. L'exemple suivant est celui de la molécule de butaneen projection selon C2C3.


La molécule d'éthanal est représentée selon la même méthode.

La projection de Newman est intéressante dans le cas de molécules cycliques comme le cyclohexane car elle permet de mettre clairement en évidence les différents angles dièdres.

Un exemple un peu plus compliqué est celui des décalines. La projection de Newman peut également être mise à profit...
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