Représenter des molécules dans l`espace

⌫ RETOUR
Université du Maine – Faculté des Sciences
Représenter des molécules….
Représenter des molécules dans l'espace
Il existe un certain nombre de "codes " de répresentation des molécules dans l'espace. Il est important de s'y conformer car un "
bon" dessin permet souvent de bien comprendre le problème posé et de" voir " les solutions. De plus si votre dessin est bien
fait, le correcteur de votre copie voit immédiatement que vous avez bien résolu le problème ; si votre dessin est mauvais avec
des explications un peu confuses, il restera des doutes sur votre compréhension……………….
I-Procédé du coin volant
Il faut respecter (à peu près !) les angles des liaisons. Cela donne la représentation ci-dessous :
liaison dans le plan
de la "feuille"
liaison en arrière
de ce plan
G1
liaison en avant
de ce plan
G3
G4
G2
G4
G3
G2
G1
difficile !!!
S
La position des groupes dans cette représentation peut donner des schémas " faciles " à interprèter ou plus difficiles.
Sur les deux schémas à droite, un carbone asymétrique est représenté avec les priorités de Cahn – Ingold et Prélog de différents
groupes. Les deux représentations correspondent bien sûr à la même molécule mais , il est évident qu'il est plus "astucieux" de
placer le groupe qui a la plus faible priorité (4) en arrière ! En regardant dans l'axe C-G4 la configuration apparaît facilement !
Alors que le premier schéma nécessite déjà une "gymnastique" plus complexe pour voir la configuration…………………
Lorsqu'il y a deux carbones asymétriques la représentation en "coin volant" donne les dessins ci-dessous avec les mêmes
conventions quant à la position des liaisons. Ces dessins sont complètés par une projection de Newman.
=
=
=
=
=
La conformation anti est bien sûr plus favorable d'un point de vue thermodynamique que la conformation éclipsée qui est
représentée en dessous et utilisée dans quelques cas particuliers.
Dans ces représentations aussi il faut respecter le plus possible les angles des liaisons et il ne faut pas hésiter à allonger la
liaison C-C centrale pour bien distinguer les groupes qui sont sur un carbone ou sur l'autre.
II-Projection de Fischer
Elle est surtout utilisée quand il y a plus de deux carbones asymétriques car, dans ce cas, la représentation en coin volant est
mal adaptée. Pour faire le lien avec la représentation précédente, nous allons examiner une molécule à deux carbones
asymétriques, puis nous regarderons le glucose qui lui a quatre carbones asymétriques. Dans la projection de Fischer la chaine
principale est placée verticalement ; on place en général le groupe le plus oxydé "en haut " mais cela n'est pas impératif
puisqu'une rotation de 180° dans le plan de projection redonne la molécule initiale. Le 2, 3, 4-hydroxybutanal est représenté cidessous :
• D'abord en coin volant dans la position anti la plus favorable thermodynamiquement
• Puis en coin volant en position éclipsée pour préparer la projection de Fischer
Université du Maine – Faculté des Sciences
•
•
Représenter des molécules….
Puis toujours en coin volant : en pointillé les liaisons qui sont en dessous du plan de projection et en gras les liaisons qui
sont au-dessus du plan de projection.
Puis en projection de Fischer. Les liaisons en pointillé se retrouvent verticalement ; les liaisons en gras se retrouvent
horizontalement.
HO
HO
H
HO
HO
H
CHO
H
CHO
CH2OH CHO
H
H
CHO
HO
H
HO
H
HO
H
CH2OH
OH
CH2OH
CH2OH
La même démarche est appliquée au glucose.
CHO
HO
H
H
OH
HO
CHO
H
H
H OH H
OH
CHO
OH
H
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
OH
H
OH
H
HO
H
CH2OH
CH2OH
III-Le Cyclohexane
La stéréochimie de ce cyle est importante car de nombreux composés naturels contiennent un cycle à six carbones. La
représentation plane de ce cycle ne permet pas d'envisager tous les aspects stéréochimiques. Il est souvent nécessaire
d'envisager les conformations du cyclohexane.
Comment dessiner un cyclohexane qui ait une forme a peu près vraisemblable ! Je vais vous donner la "recette" qui était
proposée par le Professeur Marc Julia lorsque j'étais moi-même étudiante…….Avec du papier quadrillé c'est très simple
………il faut rejoindre les carrés deux par deux comme sur le dessin.
a
e
e
a
Les liaisons axiales sont sur les lignes verticales en alternant vers le haut et vers le bas ; les liaisons équatoriales sont parallèles
aux côtés du cycle : pas au côté adjacent mais au suivant. Entrainez-vous !! Après quelque temps on dessine facilement sans
quadrillage !…..
La conformation "chaise" existe elle-même sous deux conformations en équilibre qui ne se distinguent pas dans le cyclohexane
lui même :
4
1
1
4
axiales
axiales
équatoriales
équatoriales
Université du Maine – Faculté des Sciences
Représenter des molécules….
Dans cette interconversion, le carbone 1 "monte", le carbone 4 " descend" ; les liaisons axiales deviennent équatoriales et
inversement ! N'oubliez pas que les groupes volumineux se placeront toujours de préférence en conformation équatoriale c'est
moins encombré !
Un second cycle à six atomes de carbone peut être " branché" sur premier cycle comme cela est dessiné ci-dessous soit à partir
d'une liaison axiale et une équatoriale : la jonction est cis soit à partir de deux liaisons équatoriales : la jonction est trans (c'est
la structure du diamant) mais bien sûr rien à partir de deux liaisons axiales !!!
La conformation bateau n'existe qu'en faible quantité (1%) car il y a des liaisons éclipsées. Elle n'existe en proportions
importantes que dans des molécules qui ont un pont comme le bicyclo[2.2.1]heptane. Deux types de substituants doivenr être
distingués :endo et exo
=
cis a, e
trans e,e
endo
exo
En conclusion : dès qu'il se pose un problème de conformation ou de configuration, il est impératif de faire un (ou plusieurs)
dessin(s) le(s) plus clair(s) possible. A votre niveau, la solution d'un problème est souvent évidente sur un schéma bien
fait…………..Alors entrainez-vous !!!!