Chapitre 1 : Stéréochimie
Isomérie :
Définition :
Isomères : 2 composés ayant même formule brute mais dont la structure (emplacement des
molécules) diffère.
Sous-catégorie :
Isomères de constitution (formule semi-développée ≠) :
Isomères de squelette Isomères de position Isomères de fonction
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
et
CH3
OHet CH3
CH3
OH
CH3 O
CH3
CH3
OH
et
Stéréoisomères :
Stéréoisomères de configuration Stéréoisomères de conformation
Isomères Z/E (ou géométrique)
Enantiomères
Pas de sous -catégorie
Stéréoisomérie de configuration :
Définition :
On appelle configuration (ou stéréoisomère de configuration) d’une molécule la disposition
spatiale de ses atomes SANS tenir compte des rotations autour des liaisons simple (car pour passer
d’une config à une autre, il faut casser des liaisons)
Isomérie Z/E :
Présente uniquement chez certains alcènes :
Ceux du type abC=Ca’b’
Tels que a ≠ b et a’≠ b’
Aucune rotation autour de la liaison n’est possible à cause de la structure plane
de celle-ci.
2 dispositions spatiales ≠ :
b'
a'a
b a'
b'a
b
prioritaireprioritaire
configuration Z configuration E
Exp :
CH3
CH3
CH3
HCH3
HH
CH3CH3
H
configuration Z configuration E
C : -CH3
-H
z = 6
z = 1
Enantiomèrie :
Notion de chiralité :
Objet chiral : objet non superposable à son image dans un miroir (ex : mains).
Ex : butan-2-ol
Rq : Molécule chirale n’a pas de plan ni de centre de symétrie.
Carbone asymétrique :
Atome de carbone tétraédrique lié à 4 atomes ou groupe d’atomes tous ≠.
Enantiomères :
2 stéréoisomères de configuration chirales = couples d’énantiomères.
Rq : On appelle diastéréoisomères, 2 stéréoisomères d’une molécule qui ne sont pas énantiomères.
Activité optique :
Toutes molécules chirales possèdent 1 activité optique : cad qu’elle fait tourner le plan de
polarisation d’une lumière polarisée.
Loi de Biot :
Un mélange équimolaire de 2 énantiomères n’a pas d’activité optique (α = 0) : c’est un
racémique.
Configuration absolue :
On veut différencier par leur nom 2 énantiomères :
1ère étape : classer les 4 groupes par ordre de priorité selon z du 1er atome
b
a
c
d *
a > b > c > d
2ème étape :
o On regarde dans l’axe C* d (groupe le – prioritaire)
o On observe de sens de rotation a → b → c
o 2 possibilités :
c b
a
b c
a
R (=rectus) S (=sinister)
Rq : Il n’y a aucun lien entre configuration absolue et caractère lévogyre et dextrogyre.
Isomérie de conformation :
Notion de conformation :
Il y a libre rotation autour des liaisons simples C – C : il existe une infinité de dispositions spatiales
possibles (chacune appelée conformation de la molécule).
Rq : On peut passer d’une conformation à une autre sans casser de liaison covalente.
Cas de l’éthane :
Représentation perspective de Cram Projection de Newman
Eclipsée (la – stable car H + proche donc gène)
HH
HH
HH
Décalée (la + stable car les H + éloignés les uns des autres donc – de gène)
H
HH
H
H H
Toutes ces conformations n’ont pas la même énergie dc pas la même stabilité.
Environ 11 kJ.mol-1 pour passer d’une conformation à une autre : c’est très peu. Il y a dc changement
incessant à T° ambiante.
Conséquence : on ne peut pas séparer des stéréoisomères de conformation à T° ambiante.
Cas du butane :
Projection de Newman Eclipsée gauche (la + stable)
Eclipsée syn (la – stable)
HCH
3H
CH3
H
H
H
H
H
H
H
H
Décalée gauche (la – stable)
HCH
3 HCH
3
H
HH
H
Décalée anti (la + stable)
HCH
3
HCH
3
H
H
H
H
H
HH
H
Le cyclohexane :
ce n'est pas un alcène
Molécule non plane (contrairement au benzène).
Possède plusieurs conformations particulières : 2 chaises et un bateau.
Pour la structure Chaise
Toutes les liaisons C – H sont décalées.
Pour la structure Bateau
Toutes les liaisons sont éclipsées