NIGHT TUTORAT DE CHIMIE ORGANIQUE du 17 ET 18 octobre. Réalisé par Jérémy EVEN et Inès JACQUET

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1 NIGHT TUTORAT DE CHIMIE ORGANIQUE du 17 ET 18 octobre Réalisé par Jérémy EVEN et Inès JACQUET

2 PLAN I- Isomères - Méthodologie II- Énantiomères III- Configuration R ou S (à 1 C*) IV- Entrainement annales V- Représentation de Fisher VI- Érythro Thréo VII- Entrainement final de stéréochimie S il reste du temps VIII - Elimination / Addition rappels IX- Ion énolate

3 Isomères-Méthodologie Au concours, pour savoir si 2 molécules sont isomères on doit COMPTER le nombre d atomes qu elles comportent respectivement! C est à dire qu on détermine leurs formules brutes respectives. - Si elles sont identiques : les molécules sont bien isomères l une de l autre. - Si elles sont différentes : pas isomères l une de l autre. Petit conseil : commencer par dénombrer les hétéroatomes (O,N,Cl ) Puis le nombre de carbone et pour finir le nombre d hydrogène

4 Isomères-Méthodologie Les molécules 2 et 4 sont elles isomères?

5 Isomères-Méthodologie VRAI : Ici, les molécules 2 et 4 ont toutes les deux le même nombre d atomes / la même formule brute : C3O2H5Cl Elles sont donc bien isomères l une de l autre (en l occurence se sont des isomères de fonctions)

6 Énantiomères Au concours, si on vous demande si 2 molécules sont énantiomères, il faut d abord regarder qu elles aient exactement les mêmes groupes chimiques (ce qui revient à une formule plane identique) Si ce n est pas le cas, laissez tomber c est FAUX direct!! Exemple de nos molécules 2 et 4 de tout à l heure : elles ne sont pas énantiomères car -la molécule 2 comporte un groupement carboxyle que l autre ne possède pas -la molécule 4 comporte un groupement hydroxyle et un carbonyle (aldéhyde) que l autre ne possède pas

7 Énantiomères Maintenant, si on est face à 2 molécules dont les groupement sont identiques : on les appelle des stéréoisomères C est le cas des molécules 3 et 4 par exemple!!! Comment alors différencier si ce sont des conformères ou des énantiomères? (Evidemment je me place dans le cas de molécules contenant un seul carbone asymétrique C*)

8 Énantiomères Il y a UNIQUEMENT 2 moyens que 2 molécules à 1 C* soient énantiomères l une de l autre : -soit on voit qu ils sont parfaitement en miroir (leurs plans sont alors de sens opposés) C est le cas avec la molécule noire et la molécule bleue du bas -soit ils possèdent le même plan et seuls l avant et l arrière sont inversés C est le cas avec la molécule noire et la molécule bleue du haut Si vous ne voyez aucun de ces 2 cas le jour J, c est que les molécules ne sont pas énantiomères. Attention, dans ma méthodo les plans sont identiques, seules leur positions (en miroir ou identique) varient!!!! C est essentiel pour l appliquer!! Si les 2 molécules qu on vous donne n ont pas le même plan, il faut modifier par rotation libre l un des 2 jusqu à se retrouver dans la bonne situation ;) (un exemple sorti d annales va vous éclairer sur cette phrase)

9 Énantiomères Maintenant qu on a vu la méthodo, prenons l exemple de nos molécules 1 et 2. Sont elles des énantiomères?

10 Énantiomères -D abord, je vérifie qu elles ont les mêmes groupes : c est le cas, ce sont donc bien des stéréoisomères!! -Maintenant, sont elles énantiomères? -Application de la méthode : *le plan est identique (oui on peut continuer) *et dans le même sens donc il faut que l avant et l arrière soient inversés!! -C est le cas donc oui 1 et 2 sont énantiomères!!!! :)

11 Énantiomères Autre exemple : Les molécules 3 et 4 sont elles des énantiomères?

12 Énantiomères -D abord, je vérifie qu elles ont les mêmes groupes : c est le cas, ce sont donc bien des stéréoisomères!! -Maintenant, sont elles énantiomères? -Application de la méthode : STOOOOOOOP : les plans ne sont pas identiques on ne peut pas appliquer la méthode!! Par rotation libre (que j appelle pouce pouce ) on remet le plan de la molécule 3 identique à celui de la 4 (regarder en photo ce que ça donne) On se rend alors compte que ce sont des CONFORMÈRES et non des énantiomères car on retombe sur la même molécule!! Juste la disposition dans l espace est différente par rotation libre autour de liaison simple!!!

13 Énantiomères Un exemple similaire avec des conformères a été donné au concours d UE / 2014!!! Donc pour les molécules à 1C* pensez toujours pour savoir si ce sont des énantiomères à avoir : -des groupements identiques (= stéréoisomères) -un plan de composition identique (sinon rotation pouce pouce -> attention si même molécule = conformères) -et là en fonction de la position de ce plan (identique ou en miroir) appliquer la méthode!! ;)

14 Énantiomères Remarque : il est évident qu au préalable vous aurez vérifiée que le molécule face à vous est CHIRALE!!!! C est à dire qu il y ait bien un carbone asymétrique (C*) dans la molécule que vous étudiez! Du genre ne me dites pas que ces molécules sont des énantiomères quoi!!

15 Configuration R ou S Ces configurations ont pour but de distinguer et nommer les stéréoisomères!! 2 énantiomères ont des configurations totalement opposées!!! Pour déterminer la configuration d un stéréoisomère, il faut définir une hiérarchie des substituants liés au C* grâce à la règle de Cahn, Ingold et Prelog : I > Br > Cl > S > F > O > N > C > H

16 Configuration R ou S Pour déterminer la configuration absolue d un C* : -on numérote les 4 substituants en utilisant CIP -on regarde la molécule selon l axe C*-4 en plaçant le substituant 4 en ARRIÈRE -on regarde le sens dans lequel tourne 1,2 et 3 : *sens horaire = R *sens anti horaire = S

17 Configuration R ou S Astuce : lorsque le 4ème substituant se trouve en arrière sur une représentation coin volant : la visualisation des 3 est hyper simple : c est celle que vous voyez déjà!! Remarque : Encore fois vérifiez bien qu on est face à un C* pour déterminer la configuration de la molécule (de toute façon vous auriez du mal vu que 2 substituants auraient le même numéro CIP)

18 Configuration R ou S Entrainement avec 1 C* : Déterminez la configuration des molécules 1, 2 et 3 :

19 Configuration R ou S La molécule 1 est de configuration R Voila ce que l on voit en regardant en arrière de H

20 Configuration R ou S Molécule 2 : Je pourrais encore une fois faire la numérotation CIP des 4 substituants Etc. Mais la il y a encore plus SIMPLE : on voit bien que 1 et 2 sont énantiomères DONC la molécule 2 est forcément de configuration S #Gain de temps pour le jour J!!!!!

21 Configuration R ou S La molécule 3 est de configuration S Explication a l orale dans le cas où 4 se trouve en haut 21

22 Entrainement : Annales Question 8 :

23 Entrainement : Annales Question 8 correction : A) VRAI : l image dans un miroir l une de l autre B) FAUX : Pas les mêmes groupements (ex : CHO) C) FAUX : CONFORMÈRES D) VRAI E) FAUX : Rq : la molécule 4 étant un conformere de 3 elles ont la même configuration : S

24 Représentation de Fisher Maintenant on s intéresse à des molécules ayant au moins 2 C* Ci dessous, on voit bien que dans une représentation de fisher : -les traits horizontaux sont des l en AVANT du plan -les traits verticaux sont des l en en ARRIERE du plan On remarque également que la fonction la plus oxydée se trouve en HAUT et la chaine carbonée est la plus longue possible Donc pour la déterminer la configuration d un C*, dont le substituant 4 se trouve sur un trait horizontal, on inverse le résultat qu on obtient!!!!

25 Représentation de Fisher Rappel : pour nc* on a : 2 n stéréoisomères et 2 n-1 couples d énantiomères C est seulement à partir de 2C* qu on peut parler de diastéréoisomères Diastéréoisomères = stéréoisomères (mêmes groupements chimiques) qui ne sont pas énantiomères Les énatiomères ont des configurations totalement inversés. Ils forment des couples d énantiomères -likes : 2R, 3R et 2S, 3S -unlikes : 2R, 3S et 2S, 3R Attention 2R, 3R et 2S, 3R ne sont pas énantiomères unlikes mais bien des diastéréoisomères!!!!

26 Représentation de Fisher Entraînement -Déterminez la configuration de cette molécule 5 -Avec son énantiomère forme elle un couple like ou unlike?

27 Représentation de Fisher Correction : La molécule 5 est de configuration (2R, 3S) Son énantiomère est donc forcement de configuration (2S, 3R) A eux deux, elles forment un couple d énantiomeres unlike!!

28 Erythro - Thréo Attention cette nomenclature est TOTALEMENT indépendante de la configuration absolue de la molécule!!!! Elle s applique pour des molécules ayant 2C* uniquement!! Il faut pour la déterminer OBLIGATOIREMENT passer en projection de Newman!! Le passage de Fisher à Newman se fait en regardant dans l axe de la l C*- C* par le C* le plus bas de la chaine carbonée!! On obtient alors une projection de Newman ECLIPSÉE!!

29 Erythro - Thréo Une fois qu on a notre Newman éclipsée : -on utilise CIP pour numéroter les 3 substituants de chaque C* INDEPENDAMMENT -puis on détermine s ils : *tournent dans le même sens =molécule érythro *tournent en sens opposés = molécule thréo Conseil, utilisez 2 couleurs différentes, une pour chaque C*

30 Erythro - Thréo Cette molécule 5 est elle érythro ou thréo?

31 Erythro - Thréo Cette molécule est THRÉO

32 ENTRAINEMENT FINAL Voici les molécules 1 et 2 Quelle est la configuration de la molécule 1? 1 et 2 sont elles énantiomères?

33 ENTRAINEMENT FINAL 1 est de configuration R En regardant en arrière du 4eme substituant (ici - CH3) voila ce que l on voit

34 ENTRAINEMENT FINAL Les molécules 1 et 2 sont bien stéréoisomères, elles ont bien les mêmes groupements chimiques. Mais pour déterminer si ce sont des énantiomères il faut d abord par rotation libre faire qu elles aient le même plan En faisant cela, on obtient la même molécule : Donc 1 et 2 ne sont pas énantiomères mais conformères Donc on peut en conclure que 2 est aussi de configuration R!!!!

35 ENTRAINEMENT FINAL Exemple à l oral de plan différents avec à la fin 2 énantiomères

36 ENTRAINEMENT FINAL Voici la molécule 4 Quelle est la configuration de 4? Avec son énantiomère, forment elles un couple like ou unlike? Elle est érythro ou thréo?

37 ENTRAINEMENT FINAL 4 est de configuration 2R, 3S Son enantiomère est donc 2S, 3R et elles forment donc un couple unlike!!!

38 ENTRAINEMENT FINAL En passant en Newman on obtient ceci : La molécule 4 est donc Érythro

39 Elimination / Addition

40 Ion énolate