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  • 1

    1) Reprsentation des molcules organiques : hybridation, orbitales, liaisons

    2) Chiralit. Isomries. Strochimie, Analyse conformationelle

    3) Les effets lectroniques. Msomries. Formalisme dcriture des mcanismes.

    4) Chimie organique fonctionnelle: Les alcools

    5) Chimie organique fonctionnelle: Les drivs halogns.

    6) Chimie organique fonctionnelle: Les drivs carbonyls

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    La chimie organique est la chimie du carbone (inclut la biochimie).

    Les diffrents tats dhybridation du carbone sont rappels ci-aprs.

    Sp3 ttradrique

    Angle entre les orbitales = 109,5

    CH4

  • 2

    Nombre d atomes lis + le nombre de doublets libres = 4

    NH3, CH4, OH2, CH3OH, (CH3)3N,

    CH3CH2OH, CH3CH2OCH2CH3

    C H

    H

    H

    H

    N

    H

    H

    H

    ou N

    H

    H

    H

    O

    H H

    ou O

    H H

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    Sp3

    Notation de Lewis:

    Sp2

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    Nombre

    d atomes lis = 3

    Angle entre les orbitales hybrides = 120

    Planaire

    Construction de la molcule dthylne C

    H

    H

    C

    H

    H

  • 3

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    C

    H

    H

    C

    H

    H

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    Angle entre les orbitales hybrides = 180

    Nombre d atomes lis = 2

    Linaire

    CH C H

    Construction de la molcule dacthylne

  • 4

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    CH C H

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    Les formules planes:

    Toutes les liaisons entre les diffrents atomes sont prcises,

    sans donner aucune indication de

    Structure tridimensionelle

    C

    CC

    C

    CC

    H

    H

    H

    H

    H

    H

    C

    CC

    C

    CC

    H H H

    HH

    HH H

    HH

    H

    H

    Benzne: tous les atomes

    de carbone sont hybrids sp2

    Cyclohexane: tous les atomes

    de carbone sont hybrids sp3

    HC

    CC

    CC

    H

    H H

    H H

    H H

    H H

    HO H

    Butan-1-ol: oxygne et carbone sp3

    C C

    C C

    H

    H

    H

    O H

    H

    HH

    H

    But-3-ne-1-ol: 2 carbones sp3 et deux sp2

  • 5

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    Les formules simplifies:

    Toutes les liaisons C-H ne sont pas figures. Les symboles des atomes de carbone

    Ne sont pas figurs:

    C

    CC

    C

    CC

    H

    H

    H

    H

    H

    H

    C

    CC

    C

    CC

    H H H

    HH

    HH H

    HH

    H

    H

    Benzne: tous les atomes

    de carbone sont hybrids sp2

    Cyclohexane: tous les atomes

    de carbone sont hybrids sp3

    HC

    CC

    CC

    H

    H H

    H H

    H H

    H H

    HO H

    Butan-1-ol: oxygne et carbone sp3

    C C

    C C

    H

    H

    H

    O H

    H

    HH

    H

    But-3-ne-1-ol: 2 carbones sp3 et deux sp2

    OH

    OH

    On utilisera le plus souvent

    cette reprsentation

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    Afin dallger encore la reprsentation des molcules, on symbolise

    certains groupes datomes, ou groupe fonctionnel par les abrviations suivantes:

    n Nom Formule n Nom Form

    ule

    1 Mthane CH4 12 Dodcane C12H26

    2 Ethane C2H6 13 Tridcane C13H28

    3 Propane C3H8 14 Ttradcane C14H30

    4 Butane C4H10 15 Pentadcane C15H32

    5 Pentane C5H12 16 Hexadcane C16H34

    6 Hexane C6H14 17 Heptadcane C17H36

    7 Heptane C7H16 18 Octadcane C18H38

    8 Octane C8H18 19 Nonadcane C19H40

    9 Nonane C9H20 20 Eicosane C20H42

    10 Dcane C10H22 30 Triacontane C30H62

    11 Undcane C11H24 40 Ttracontane C40H82

    Nom des alcanes GROUPES ALKYLES

    CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH3

    -Me-Et-n-Pr-n-Bu-n-Pent

    i-Pro (iso-prpyle)

    t-Bu (tert-butyle)

    sec-Bu (sec-butyle)

    i-Bu (iso-butyle)

    Phnyle: : -Ph

  • 6

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    i-Bu

    Me

    Ph

    Alors..

    Comment prciser maintenant par un symbolisme dessin dans le plan la structure tridimensionelle

    De la molcule organique ?

    En premier lieu, il faut savoir rapidement et srement reprer la gomtrie des atomes qui constitutent

    la molcule grce leur tat dhybridation.

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Reprsentation des difices molculaires

    Pour imaginer la structure spatiale des molcules, il faut savoir reprer vite tats dhybridation des atomes

    Cl

    CCl3

    Cl

    Les atomes d'halognes ont une valence de 1.

    DDT

    O

    cis-Jasmone

    N

    N

    Nicotine

    sp3: Ttrahdre

    sp2: Plan

    sp: Linaire

  • 7

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    C

    H H

    H H

    : Liaison l'avant

    : Liaison l'arrire

    : Liaison dans le plan

    Reprsentation des molcules dans lespace:

    CH4: Mthane

    C2H6: Ethane

    C C

    H

    HH

    H

    HH

    Procd du coin volant (Cram)

    Du plan lespace

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    Pour une longue chane carbone:

    La chane carbone se dispose en zig-zag

    dans le plan. Les substituants sont disposs

    de part et dautre du plan.

    Attention !

    Reprsentation incorrecte: les deux liaisons dans le plan

    ne se suivent pas.

    Pour une molcule cyclique:

    CH3

    CH3

    H

    H

    H HH

    H

    H

    H

    H

    H

    ou

    Me

    Me

    Me

    Me

    On prcise ainsi la configuration

    relative des deux mthyles.

  • 8

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    Quelques molcules en Cram pour les futurs mdecins..

    O

    OH OBz

    OH

    O

    AcO

    H

    OAcO

    O

    NH

    Ph

    O

    Ph

    HO

    TAXOL

    Ph = OAc = O

    O

    CH3 OBz = O

    O

    Ph

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    CH3

    O

    OCH3

    HO

    H H

    H

    Cholestrol

    ! "mauvaise" reprsentation, mais tolre dans les cycles

    Ibuprofen

    N

    NN

    O

    HN

    OHOH

    OHN

    Indinavir (anti HIV)

  • 9

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    La reprsentation de Newman.Elle est utilise pour

    montrer la disposition relative des liaisons formes par

    deux atomes adjacents

    Axe de viseReprsentation de Newman

    clipse

    Reprsentation de Newman

    dcale

    Ph

    Br

    ClDReprsentation de Cram

    La liaison carbone carbone en rouge est un axe de rotation

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    La reprsentation de Fischer

    la chane carbone est dessine verticalement ;

    l'atome de carbone qui porte le numro le plus petit

    (cest celui qui a le degr doxydation le plus lev)

    (porteur de la fonction aldhyde dans le cas d'un sucre) est plac en haut ;

    les groupes sur l'horizontale pointent vers l'avant de la feuille de papier.

  • 10

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    Chiralit

    Un objet chiral, en particulier une

    entit molculaire chirale, n'est

    pas superposable son image

    dans un miroir plan. C'est le cas

    de chacune des coquilles

    d'escargots reprsentes ci-

    dessous.

    Coquillage dextre (la coquille senroule vers la droite)

    Le senestre est trs rare (1/10000) pour lescargot de Bourgogne,

    Soit une chance sur 833 dans un lot de 12..

    Le nom chiralit vient du grec ceir,

    qui signifie main . La main gauche

    nest pas superposable la main droite,

    ce sont des objets chiraux.

    Cherchez les objets chiraux:

    Une chaussure, une voiture, une cuillre, une montre,

    un tire-bouchon, un fauteuil, une mouche..

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    Un objet chiral ne possde ni plan, ni centre de symtrie.

    Si un atome de carbone possde 4 substituants diffrents (carbone hybrid sp3),

    Alors la molcule rsultante est un objet chiral. Elle nest pas

    superposable son image dans un miroir. Le carbone qui porte les 4 substituants

    diffrents est un carbone asymtrique .

    Lalanine, par exemple, est une molcule (acide amin) chirale:

    La forme de gauche nest pas superposable son image dans un miroir

    La reprsentation I et son image dans un miroir II sont appels des nantiomres

  • 11

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    Attention: La prsence dun carbone asymtrique dans un molcule ne rend

    pas ncessairement la molcule chirale:

    NH3CH

    H

    CH3

    CH3 OH

    OHHOOC

    HOOC

    H

    H2,4-Dimthyl pyrrolidine Acide tartrique mso

    Ces deux composs ne

    sont pas chiraux, malgr la

    prsence de 2 carbones

    asymtriques, car ils possdent

    un plan de symtrie.

    En revanche, certaines molcules peuvent tre chirales,

    sans possder de carbone asymtrique:

    CHIMIE ORGANIQUE PCEM1

    Isomrie-Stroisomrie des difices molculaires

    En conclu

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