chapitre 4 l’isomérienadcou.cegep-rdl.qc.ca/chimie/presentation/chp4.pdf · exemple isomère de...
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ISOMÈRES
Possèdent la même formule moléculaire.
Possèdent des formules semi-développées différentesOU
Possèdent des configurations différentes (représentations spatiales différentes).
Isomérie structurale Isomérie stérique
Isomérie de fonction
Isomérie de position
Isomérie CIS-TRANS
Énantiomérie - diastéréoisomérie
ISOMÉRIE STRUCTURALE (OU PLANE)
La formule semi-développée distingue les isomères.
Isomérie de fonctionLes isomères possèdent des groupes
caractéristiques différents.
CH3-CH2-OHAlcool
CH3-O-CH3Éther
Isomérie de positionLes isomères possèdent les mêmes groupes caractéristiques,
mais la structure carbonée est différente OU la position des groupes caractéristiques diffère.
CH3-CH2-CH2-OH CH3-CH2-CH2
| OH
EXEMPLE Isomère de position
1. Représenter la formule à chaîne droite la plus simple ou,selon le cas, le cycle le plus simple, sans ramification.
Butan-1-olCH3 CH2 CH2 CH2 OH
C4H10O
2. Dans le cas de la présence d’un groupe fonctionnel,modifier saposition pour rechercher les autres isomères correspondant à lastructure à chaîne droite ou au cycle originaux.
Butan-2-olCH3 CH2 CH CH3
OH
EXEMPLE (SUITE)
C4H10O
2-Méthylpropan-2-olCH3 C CH3
OH
CH3
3. Réduire la chaîne ou le cycle d’un atome de carbone et compléterla formule par l’addition de groupes alkyle pour trouver les autresisomères correspondant à cette chaîne ou à ce cycle.
4. Poursuivre la réduction de la chaîne ou du cycle jusqu’à l’obtentionde tous les isomères possibles.
2-Méthylpropan-1-olOHCH3 CH CH2
CH3
EXEMPLE (SUITE)
C4H10OTOUTES LES STRUCTURES SONT DIFFÉRENTES
SI LEURS NOMS SONT DIFFÉRENTS.
2-Méthylpropan-1-ol
OHCH3 CH CH2
CH3
2-Méthylpropan-2-ol
CH3 C CH3
OH
CH3
Butan-2-ol
CH3 CH2 CH CH3
OH
Butan-1-ol
CH3 CH2 CH2 CH2 OH
RECHERCHE DES ISOMÈRES DE POSITION
4.Poursuivre la réduction de la chaîne ou du cycle jusqu’à l’obtention de tous les isomères possibles.
1.Représenter la formule à chaîne droite la plus simple ou, selon le cas, le cycle le plus simple, sans ramification.
2.Dans le cas de la présence d’un groupe caractéristique, modifier sa position pour rechercher les autres isomères correspondant à la structure à chaîne droite ou au cycle originaux.
3.Réduire la chaîne ou le cycle d’un atome de carbone et compléter la formule par l’addition de groupes alkyle pour trouver les autres isomères correspondant à cette chaîne ou à ce cycle.
ISOMÉRIE STÉRIQUE
La représentation spatiales distingue les isomères
Les isomères possèdent des configurationsdifférentes par rapport à une liaison double carbone-carbone ou par rapport à un cycle.
C CCl
H Cl
H
C CH
Cl Cl
H
Les isomères possèdent des configurationsdifférentes par rapport à un ou plusieursatomes de carbone chiral (asymétrique).
CH3CCH2CH3
H OH
CH3CCH2CH3
OH H
Isomérie cis-trans
Énantiomérie - diastéréoisomérie
ISOMÈRES CIS-TRANS
Les atomes ou groupes d’atomes doivent être différents de partet d’autre d’un plan perpendiculaire
DISPOSITION PAR RAPPORT À LA LIAISON DOUBLE CARBONE-CARBONE D’UN ALCÈNE
H H \ / C = C / \H3C CH2-CH3
Atomes ougroupes différents
Atomes ougroupes différents
H
| CH3
H
| CH2-CH3
DISPOSITION PAR RAPPORT À UN CYCLE CARBONÉ
Atomes ougroupes différents
Atomes ougroupes différents
ISOMÈRES CIS-TRANS ou Z-E (Alcène)
3
HC C
H
CH2 – CHH3C H
HC C
CH2 – CH3
H3CIsomère
cisIsomèretrans
DISPOSITION PAR RAPPORT À LA LIAISONDOUBLE CARBONE-CARBONE D’UN ALCÈNE
Deux structures sont possibles.
2 groupes même côté 2 groupes côtés opposés
IsomèreZ
IsomèreE
ISOMÈRES CIS-TRANS ou Z-E (Cycle)DISPOSITION PAR RAPPORT À UN CYCLE
CARBONÉ
H
CH2 – CH3
H
CH3
H
CH3 H
CH2 – CH3
Deux structures sont possibles.
Isomèrecis
2 groupes même côté
IsomèreZ
Isomèretrans
2 groupes côtés opposés
IsomèreE
Tamoxifène
Substance utiliséepour traiter lecancer du seinIsomère trans
(biologiquement actif)
Isomère cis(biologiquement inactif)
C6H5
CH3CH2
C6H5
OCH2CH2N(CH 3)2
Symétrie et chiralité
Molécule symétrique
C HH
Cl
Br
Plan de symétrie
Molécule non symétrique
C OHH
CH2CH3
CH3
désignéemolécule chirale
(aucun plan de symétrie)
ÉNANTIOMÈRES
- Absence de symétrie (asymétrie) désignée chiralité
- Molécules non superposables comme des images miroirs
- Atome de carbone (centre chiral) porte quatre atomes ou groupes différents.
C OHH
CH2CH3
CH3
Ce carbone est un centre chiral ou un stéréocentre.
C HHO
CH2CH3
CH3
ÉNANTIOMÈRES(ou énantiomorphes
ou antipodes optiques)
Deux énantiomères en égales quantités forment un mélange racémique (ou racémate).
Exemple de configuration énantiomère
1.Déterminer l’ordre de priorité des groupes.
a
b
c
d CHCH2CH3
CH3OH
2. Orienter le groupe de plus basse priorité selon l’axe de sa liaison avec le carbone et l’observateur.
CH OH
CH2CH3
CH3
CHO CH3
CH2CH3
H
Exemple de configuration énantiomère (suite)
3. La configuration est R lorsque les autres groupes seprésentent dans le sens de la rotation des aiguillesd’une montre en suivant l’ordre de priorité a→b→c
Elle est S lorsque l’ordre est de sens inverse.
CHO CH3
CH2CH3
Ha
b
cC
H3C OH
CH2CH3
H a
b
c
(R) (S)
RÈGLES D’ATTRIBUTION DE LA CONFIGURATION
D’UN ÉNANTIOMÈRE
1. Déterminer l’ordre de priorité des groupes.
2. Orienter le groupe de plus basse priorité selon l’axe de sa liaison avec le carbone chiral et l’observateur.
3. La configuration est R lorsque les autres groupes se présentent dans le sens de la rotation des aiguilles d’une montre en suivant l’ordre de priorité a→b→c.
La configuration est S lorsque l’ordre est de sens inverse
Plusieurs centres chiraux
La conformation éclipsée d’une structure à deux atomes de carbone (ou plus) chiraux permet faire ressortir différences spatiales.
CC
ClH
H Br
CH3
CH3
*
*
Nombre de stéréoisomères est égal à 2n n=#centre chiraux
CH3
CH3
Cl
Br
H
H
Exemple de représentation des isomères stériques
CH3
CH3
Br
Cl
H
H
1. Dessiner une première représentation spatiale (I)
I
2. On dessine image spéculaire du stéréoisomère I, son énantiomère (II)
II
CH3
CH3
H
H
Br
Cl
énantiomères
Exemple de représentation des isomères stériques
CH3
CH3
H
Cl
Br
H
3. On dessine le troisième stréréoisomère en modifiant un centre chiral I, un diastéréoisomère (III)
III
4.On dessine image spéculaire du stéréoisomère III, son énantiomère et le diastétéoisomère de I et II (IV)
IV
CH3
CH3
Br
H
H
Cl
énantiomères
Exemple de représentation des isomères stériques
(R)
(S)
II
CH3
CH3
H
H
Br
ClI
CH3
CH3
Br
Cl
H
H
CH3
CH3
H
Cl
Br
HIII
CH3
CH3
Br
H
H
ClIV
diastéréoisomères
énantiomères
énantiomères
(S)
(R)
(R)
(R)
(S)
(S)
Représentation des isomère stériques d’un arrangement spatial
1. Dessiner une première représentation spatiale (I)
2. On dessine image spéculaire du stéréoisomère I, son énantiomère (II)
4. On dessine image spéculaire du stéréoisomère III, son énantiomère et le diastétéoisomère de I et II (IV)
3. On dessine le troisième stréréoisomère en modifiant un centre chiral I, un diastéréoisomère (III)