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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
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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
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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
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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
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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.
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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)
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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.
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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
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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
