[PDF] Analyse conformationnelle Dans cette représentation de

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Analyse conformationnelle

Questions :

Question 1. Une analyse conformationnelle révèle que la plupart des molécules de pentane sont en conformation antipériplanaire en ce qui concerne la liaison C

2-C3. Pourquoi ? Cela

veut-il dire que la plupart des molécules du pentane, toujours pour C

2-C3, ne sont jamais en

conformation synclinale ? Question 2. Un cyclopentane plan possèderait des angles C-C-C de 108°, soit une valeur

presque optimale. Pourtant, les conformations privilégiées de ce composé font apparaître un

angle de 104°. Quelle en est l'explication? Question 3. Dans cette représentation de Newman du cyclohexane, par rapport à quels atomes les hydrogènes en position axiale sont-ils en anti? Même question pour les hydrogènes en position équatoriale. Question 4. Pourquoi l'éthylcyclohexane existe-t-il principalement sous cette forme :

Question 5. Le méthyle de la molécule A est-il en position axiale ou équatoriale ? A-t-il la

possibilité de passer d'une de ces positions à l'autre par interconversion de A ? Quelle est la

relation d'isomérie entre A et B ? Une interconversion conformationnelle peut-elle transformer A en B et inversement ? H HH 3C A H HH 3C B HH H H H H HH 15 HH H H H HH C 2H5H HH H 1

Exercices :

Exercice 1. Indiquer dans quelle conformation (ac, sc, ap ou sp) se trouvent les composés suivants : OHH 3CH OH

CH3HHHO

C 2H5 CHO HH3C 1 2 3 HCl CH 3 Cl CH3H Représenter les molécules 1 et 3 dans leur conformation la plus stable. Exercice 2. Représenter selon Newman (axe C2-C3) : - les molécules 1, 2, et 3 en conformation synclinale - les molécules 4, 5 et 6 en conformation anticlinale CCHO H 3C H 3CH CH3

CH3CCH

2N C 2H5 HNH 2 CH3 HCC

C2H5C2H5

H3CCH 3 CH3 OH CHO H OH CH

2OHH OH

CH3 H Br C 2H5 Br H COOH HO H CHO H OH 1 23 4 5 6 Exercice 3. Indiquer, pour chaque couple A, B et C, l'isomère le plus stable, en supposant que Br occasionne un effet stérique identique à CH 3 - A : cis- et trans-1-bromo-2-méthylcyclohexane - B : cis- et trans-1-bromo-3-méthylcyclohexane - C : cis- et trans-1-bromo-4-méthylcyclohexane

Exercice 4. Représenter la conformation privilégiée du composé suivant en détaillant les

interactions diaxiales éventuellement présentes. t-Bu OH H3C Exercice 5. Représenter les formes chaises : 1) des composés A, B et C en perspective. 2) des composés A et B en Newman selon l'axe des liaisons indiquées par des flèches. Expliquer l'ordre de stabilité constaté suivant : B > A > C. H HH HH HOH HOOH HO OH HO AB C 2

Correction : Analyse conformationnelle

Questions :

Question 1.

Conformère anti C2-C3 du n-pentane :

C2H5 HH CH3 HH - contrainte de torsion minimale (forme décalée) - interactions stériques minimales (Me / Et en face, loin)  Conformation très favorisée Question 2. Les conformations privilégiées du cyclopentane font apparaître une contrainte angulaire (104° au lieu de 108°), mais la forme plane engendre des contraintes de torsions

supérieures (H tous éclipsés). Une conformation privilégiée réalise un compromis entre ces

différentes contraintes.

Question 3.

H2e H2a H1e H1a H4e H4a H5e H5a 1 356

Protons axiaux :

H2a et H1a sont en anti, de même que H4a et H5a

Protons équatoriaux :

H1e est en anti par rapport à la liaison C2-C3 du cyclohexane. H2e est en anti par rapport à la liaison C1-C6 du cyclohexane. H4e est en anti par rapport à la liaison C5-C6 du cyclohexane. H5e est en anti par rapport à la liaison C4-C3 du cyclohexane.

Question 4.

H H H H H H H C2H5 H H H

Hinterconversion

H H H HH H H H C2H5 H HH

interaction diaxiale Le cyclohexane est dans sa conformation chaise compte-tenu de la contrainte angulaire et des

contraintes de torsion.

Le groupement éthyle est en position équatoriale préférentiellement, la position axiale faisant

apparaître 2 interactions diaxiales 1,3 de type C

2H5/H (interactions stériques entre deux

substituants en position diaxiale, situé en position relative 1,3).

3 Question 5

H H3C H A H H H3C H H interactions 1,3 diaxiales

Décaline TRANS (Interconversion impossible)

H H3C H B H H H3C H H H H3C H H Décaline CIS Conformation privilégiée Une interconversion conformationnelle NE peut PAS transformer A en B puisqu'il s'agit de 2 diastéréoisomères (1 seul C* différent).

Exercices :

Exercice 1.

OH H3CH OH CH3H H

HOC2H5

CHO HH3C

1. synpériplanaire2. synclinal3. antipériplanaire

H Cl CH3 Cl CH3H

1. antipériplanaire3. synclinal

Cl H3CH Cl CH3H μμμμ = 0(intéractions électroniques) CH3 HOHOH CH3H μμμμ > 0 mais liaison hydrogène qui stabilise la conformation synclinale

4 Exercice 2.

CCHO H 3C H 3CH CH3 CH3 CCH 2N C 2H5 HNH 2 CH3 H CCC

2H5C2H5

H3CCH 3 CH3 OH H3C H CH3 OH

CH3H3C

H H2N C2H5 NH2 HH3C CH3

C2H5C2H5

CH3 OHH3C CH3 HCH3 OH

CH3H3C

H

H2NC2H5

NH2 HH3C C2H5

C2H5CH3

CH3 OHH3C C2H5 HNH2 NH2 HH3C CH3

H3CHOH

CH3H3C

1 2 32
3 synclinal synclinal

23synclinalsynclinal

synclinal synclinal23 ououou CHO H OH CH

2OHH OHHHOH

2C OH CHO

OHHHOH2C

HO HCHO OHHHO H CH 2OH CHO OHH 4ou anticlinal anticlinal CH3 H Br C 2H5 Br H COOH HO H CHO H OH Br C2H5 HCH 3 BrH HOHC OH COOH H HOOHC HO HCOOH H HO H Br C2H5 CH3 BrH 5 6ou anticlinal anticlinal ou anticlinal anticlinal

Exercice 3.

A) * cis-1-bromo-2-méthylcyclohexane * trans-1-bromo-2-méthylcyclohexane Br

CH3H3C

Br cis / a e / 1S,2R cis / a e / 1R,2S BrBr trans / a a / 1S,2S trans / a a / 1R,2RCH3CH3 CH3 BrBr H3C cis / e a / 1S,2Rcis / e a / 1R,2S BrBr trans / e e / 1S,2S trans / e e / 1R,2R

CH3H3C

 Stabilité : trans > cis 5 B)

* cis-1-bromo-3-méthylcyclohexane * trans-1-bromo-3-méthylcyclohexane

CH3 Br cis / a a / 1S,2R cis / a a / 1R,2S H3C Br cis / e e / 1S,2R cis / e e / 1R,2S Br H 3CBr CH3 H3C Br trans / a e / 1S,2SCH3 Br trans / a e / 1R,2R Br CH 3 Br CH

3trans / e a / 1S,2Strans / e a / 1R,2R

 Stabilité : cis > trans C) cis-1-bromo-4-méthylcyclohexane trans-1-bromo-4-méthylcyclohexane (achiral : plan de symétrie) (achiral : plan de symétrie) Br H3C H3C Br a e e a H3C

H3Ca ae e

Br Br  Stabilité : trans > cis

Exercice 4.

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