Isomérie/Stéréoisomère

Définition

Des stéréoisomères sont des composés ayant la même formule de constitution (formule semi-développée) mais qui diffèrent par l'agencement spatial (ou configuration spatiale) de leurs atomes.

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Stéréoisomère de conformation

On passe d'un stéréoisomère de conformation à un autre par rotation autour d'une liaison simple

Représentation de Newman

projection de Newman

La projection de Newman est une technique permettant de représenter facilement les différentes conformations.

Comment représenter une conformation ?
Dans un premier temps, on choisit le côté par lequel on va regarder la molécule. Cette première étape est symbolisée sur le schéma par l'œil. Puis on représente les trois liaisons du carbone, le plus proche de l'observateur, par trois segments (représentés en vert sur le schéma) formant des angles de 120°. Le second carbone, éclipsé par le premier, est représenté par un cercle. Les trois segments, représentant les liaisons du second carbone, ne sont pas dessinés à l'intérieur du cercle. Pour représenter une autre conformation, il suffit de tourner de 60° autour de la liaison centrale. Cette opération est symbolisé par la flèche verte.

Cette représentation est particulièrement utile pour représenter les interactions entre les substituants de deux carbones adjacents et remarquer notamment les éventuelles gênes stériques.

Les différentes conformation du butane.

Stéréoisomère de configuration

Énantiomère

formé des composés chiraux (images spéculaires non superposables)

Deux énantiomères ont :

- les mêmes propriétés physiques et chimiques vis-à-vis des réactifs ou de phénomènes physiques achiraux.

- des pouvoirs rotatoires opposés vis-à-vis de la lumière polarisée.

On distingue alors :

- l'énantiomère dextrogyre qui dévie le plan de la lumière polarisée vers la droite ( + )

- l'énantiomère lévogyre qui offre une rotation du plan de la lumière polarisée vers la gauche ( - )

- le mélange équimoléculaire qui est inactif sur la lumière polarisée = racémique ( +/- )

Attention, l'appartenance à une série ( L ou D ) n'a aucun lien avec la rotation du plan polarisé. Exemple : le D ( - )ribose

Chiralité

Une molécule est dite chirale lorsqu'elle n’est pas superposable à son image à travers un miroir plan. L'absence de plan ou de centre de symétrie est une condition nécessaire à la chiralité, mais pas suffisante. Deux types de structure remplissent cette condition: avec ou sans atome asymétrique (noté C*). Une espèce est chirale si elle dévie l’axe de polarisation de la lumière polarisée.

Règle de Cahn Ingold et Prelog

Règle I

La séquence de priorité se fond sur le numéro atomique du premier atome rencontré sur le substituant envisagé. L'atome de numéro atomique supérieur est alors prioritaire à celui de numéro atomique inférieur.

Règle II

Quand les atomes directement liés au carbone asymétrique ou éthylénique sont identiques, on compare les atomes situés au degré d'éloignement immédiatement supérieur et on applique la règle I.

Règle III

Les liaisons multiples sont considérées comme autant de liaisons simples et chaque atome engagé dans une liaison multiple sera écrit autant de fois qu’il porte de liaisons.

Diastéréoisomère

Les diastéréoisomères sont des stéréoisomères de configuration qui ne sont pas image l'un de l'autre dans un miroir. C’est-à-dire tous les stéréoisomères de configuration autres que les énantiomères