Université d’Orléans, UFR Sciences L2CI04-Chimie Organique
30 mai 2006
Aucun document n’est autorisé Examen – Durée : 1 heure Question 1 : Donner la représentation de Lewis complète des composés suivants
HCO2H
CH3CHO
Question 2 : a) Donner la nomenclature des molécules suivantes :
b) Ecrire la structure du (1R,2R) 1,2-diméthylcyclobutane Question 3 : Le persil est cultivé depuis l'antiquité, l'odeur caractéristique du persil est due à la molécule suivante, le 1,3,8menthatriène. H2, Pd/C 8 1 3
A
1,3,8-menthatriène
a) b) c)
. Cette molécule possède-t-elle des carbones asymétrique? Quel est le degré d'hybridation des carbones 1 et 3 et quelle structure adopte ces deux carbones? Une transformation chimique est réalisée sur le 1,3,8-menthatriène, une hydrogénation. Cette réaction conduit à la formation d'un composé A : c-1) donner le nom complet de A c-2) combien de stéréoisomères ce co mposé présente-t-il? représentez les (représentation de Cram) c-3) Choisissez un stéréoisomère et r eprésenter sa conformation la plus stable. Justifier.
Question 4 : Voici quelques couples de molécules Cl Br O
OH et A
et
Br
B
CO2H
HS
et
NH2
b) c)
C
D CH3
H3C
CO2H
HS
CH3
NH2
H3C H
G
F
E
a)
Cl
Indiquer la relation (diastéréoisomères, isomères de conformation, isomères de constitution ou énantiomères) présente dans chaque paire de molécules La molécule A est-elle chirale ? La molécule E est-elle chirale ? Justifier. Déterminer la configuration absolue du carbone asymétrique dans la molécule E.
Question 5 : Classer par ordre d'acidité les molécules suivantes. Justifier.
F
OH
Cl
OH
F F
OH
~~ FIN ~~
F F
SH
OH
Université d’Orléans, UFR Sciences L2CI04-Chimie Organique
30 mai 2006
CORRECTIONS EXAMENS Question 1 : Donner la représentation de Lewis complète des composés suivants
O HCO2H
H
C
O H
O H H C C H
CH3CHO
H
Question 2 : a) Donner la nomenclature des molécules suivantes :
3-éthyl-5-isopropyl-4-méthyloctane b) Ecrire la structure du (1R,2R) 1,2-diméthylcyclobutane
Question 3 : Le persil est cultivé depuis l'antiquité, l'odeur caractéristique du persil est due à la molécule suivante, le 1,3,8menthatriène. H2, Pd/C 8
1 3
A
. 1,3,8-menthatriène a) Cette molécule possède-t-elle des carbones asymétrique? Elle ne possède aucun carbone asymétrique, aucun carbone portant 4 substituants différents. b) Quel est le degré d'hybridation des carbones 1 et 3 et quelle structure adopte ces deux carbones le degré d'hybridation est sp 2 pour les deux carbones, car ceux-ci ne présentent que trois liaisons sigma donc les deux carbones adoptent un géométrie triangulaire plane. c)
Une transformation chimique est réalisée sur le 1,3,8-menthatriène, une hydrogénation. Cette réaction conduit à la formation d'un composé A : c-1) donner le nom complet de A 1-isopropyl-4-méthylcyclohexane c-2) combien de stéréoisomères ce co mposé présente-t-il? représentez les (représentation de Cram)
Le cyclohexane ne présente aucun carbone asymétrique pourtant, deux positions sont possibles pour les substituants : d'un même côté du cycle, CIS ou de part et d'autre, TRANS. Donc il y a deux stéréoisomères
TRANS
CIS c-3) Choisissez un stéréoisomère et représenter sa conformation la plus stable. Justifier.
TRANS
CIS OU
H H3C
H
H H
H H H
H
CH3 H H
Dans le cas du Trans : les deux substituants sont en position équatoriale, et donne ainsi la conformation la plus stable, aucune gène stérique. Dans le cas du Cis : le substituant le plus volumineux (l'isopropyle) est en position équatorial, dans cette conformation, il y a le moins de gêne stérique, conformation la plus stable. Question 4 : Voici quelques couples de molécules Cl
Br OH
et Br A
Cl B
Diastéréoisomères non-image dans un miroir et non superposable
H
CO2H
HS
H
NH2
et
HS
CO2H
NH2 F
E
O et D
C
isomères de constitution même formule brute mais formule développée différente connections différentes des atomes Enantiomères a- image l'une de l'autre dans un miroir et non superposable superposable b- configuration relative inversée, remarquer que l'hydrogène (substituant le plus petit par ordre de priorité) est à l'arrière à gauche et à l'avant à droite. L'ordre des trois autres substituants est identique identique donc le sens de lecture de la rotation sera l'inverse en passant de E à F : donc on a une inversion de la configuration...
CH3
H3C CH3 G
H3C
G
H
H
Isomères de conformation (identique) l'écriture de la structure cyclohexane plane simplifie la visualisation
a) b)
Indiquer la relation (diastéréoisomères, isomères de conform ation, isomères de constitution ou énantiomères) présente dans chaque paire de molécules La molécule A est-elle chirale ? La molécule E est-elle chirale ? Justifier.
Ces deux molécules sont chirales car elles présentent au minimum un carbone asymétrique et aucun plan ou axe de symétrie. c) Déterminer la configuration absolue du carbo ne asymétrique dans la molécule E. la différence se fait sur le numéro atomique donc l'ordre de priorité est l'azote puis sur les deux carbones, le soufre et l'oxygène.
R
2 HS
3 CO2H
1 NH2 Question 5 : Classer par ordre d'acidité les molécules suivantes. Justifier.
La comparaison prend en compte la fonction alcool (OH) et la fonction thiol (SH). D'après le tableau de Mendeleev, nous descendons une colonne, la liaison S-H est plus fragile que O-H, donc la fonction thiol est plus acide. (le raisonnement sur la base conjuguée S(-) et O(-) présente la base conjuguée S(-) plus stable donc plus faible que O(-)) L'influence du fluor et du chlore se fait par effet inductif attracteur au travers des liaisons sigma. Le fluor étend le plus électroattracteur, son effet est plus important que le chlore. Cet effet fragilise la liaison O-H (en augmentant la polarité de la liaison) donc elle devient plus acide lorsque l'effet électroattrateur (inductif attracteur) augmente. il n'y a aucune
variation de distance seulement une variation du nombre de fluors à 3 liaisons de l'hydrogène. conclusion en allant du plus acide au moins acide :
F F
SH
F F
OH
F
~~ FIN ~~
OH
Cl
OH
OH
