Université d’Orléans, UFR Sciences L2CI04-Chimie Organique
mai 2007
Aucun document n’est autorisé Examen – Durée : 1 heure Question 1 : Donner la représentation de Lewis complète des composés suivants HCO3
CHCl3
Question 2 : a) Donner la nomenclature des molécules suivantes :
b) Ecrire la structure du 3,4-diéthylheptane Question 3 : contenu dans l’huile essentielle de bergamote, le (+) linalol représente 30% des molécules contenues dans cette huile. La structure est représentée ci-dessous, elle pr ésente deux doubles liaisons et une f onction alcool. 1 2
8 5
7 6
a) b) c) d)
4
3
OH
Cette molécule possède-t-elle des carbones asymétriques? Que signifie le signe (+) précédent le nom ? Quel est le degré d'hybridation des carbones 1 à 8 et donner la géométrie associé à chaque carbone? Donner la configuration du carbone 3.
Question 4 : Voici quelques couples de molécules
H3C H3C
H
Cl A
B
H H3C
CH3
Cl
C
D
H H
CH3
H E
b) c) d)
Cl
Cl
H
a)
H H3C
F
H
G
H
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 G est-elle chirale ? Justifier. Déterminer la configuration absolue du carbone asymétrique dans la molécule H. Représenter la chaise inversée de la molécule F. Entre les deux conformations, quelle est celle la plus stable ?
Question 5 : Classer par ordre d'acidité les molécules suivantes. Justifier. OH
F
F
OH
OH Cl
O
~~ FIN ~~
OH
Université d’Orléans, UFR Sciences L2CI04-Chimie Organique
mai 2007
Aucun document n’est autorisé Examen – Durée : 1 heure Question 1 : Donner la représentation de Lewis complète des composés suivants
HCO3 H
O
CHCl3
O
C O
H
Cl C Cl Cl
Question 2 : a) Donner la nomenclature des molécules suivantes : 1 2
9 5
4
2
4
1
5
3
3,5-diéthyl-2,4-diméthylnonane
1,5-diéthyl-2,4-diméthylcyclohexane
b) Ecrire la structure du 3,4-diéthylheptane
4
3
Question 3 : contenu dans l’huile essentielle de bergamote, le (+) linalol représente 30% des molécules contenues dans cette huile. La structure est représentée ci-dessous, elle présente deux doubles liaisons et une fonction alcool. 1 2
8 5
7 6
a)
4
3
OH
Cette molécule possède-t-elle des carbones asymétriques?
Un carbone asymétrique est un carbone d’hybridation sp3 possédant 4 substituants différents, le carbone 3 correspond à ces critères, il est asymétrique. b) c)
Que signifie le signe (+) précédent le nom ?
Le signe (+) indique le sens de déviation de la lumière polarisé d’une solution du linalol. Le plan de la lumière polarisée est ainsi déviée vers la droite. Cette molécule est donc optiquement active. d)
Quel est le degré d'hybridation des carbones 1 à 8 et donner la géométrie associé à chaque carbone?
Les carbones 1,2, 6 et 7 sont d’hybridation d’hybridation sp2 et sont de géométrie plane Les autres carbones sont d’hybridation sp3 et sont de géométrie tétrahédrique (pyramidale) e)
Donner la configuration du carbone 3. 2 4
3
OH 1
rotation dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, le plus petit substituant à l’arrière du plan : lecture directe, configuration S
Question 4 : Voici quelques couples de molécules
a)
Indiquer la relation (diastéréoisomères, isomères de conformation, isomères de constitution ou énantiomères) présente dans chaque paire de molécules H3C H3C
H
H H3C Cl
Cl A
C
B
D
C et D sont isom isomères, ont une constitution identique, ne présentent aucun carbone asymétrique seule leur représentation spatiale diffèrent, une rotation selon l'axe C-Cl conduit à la même molécule : isomère s de conformation, molécules identiques identiques..
A et B ont deux carbones asymétrique, asymétrique, sont non-im non-images dans un miroir iroir,, non superposables : relation de diastéréoisomérie
H
H H H
F H
E
E et F sont isomères, ont une constitution identique, ne présentent aucun carbone asymétri asymétrique que seule leur représentation spatiale diffèrent, elle ne sont pas images l'une de l'autre dans un miroir et ne sont pas superposables : relation de diastéréoisomérie
b)
CH3
CH3
H H3C
Cl
Cl
G
H
G et H présentent un carbone asymétrique, étrique, elles sont non superposables superposables et image image l'une de l'autre dans un miroir. ce sont des sont des énantiomères
La molécule A est-elle chirale ? La molécule G est-elle chirale ? Justifier.
La molécule A n’est pas chirale. Bien qu’elle présente deux carbones asymétriques, elle possède un plan de symétrie en son sein, elle devient ainsi achirale ; c’est la forme MESO. La molécule G est chirale, elle possède un seul carbone asymétrique et aucun plan de symétrie. c)
Déterminer la configuration absolue du carbone asymétrique dans la molécule H. 4 2
H H3C 3
le plus substituant de plus faible priorité est à l'arrière du plan, lecture directe du sens de rotation : sens gauche, con configuration figuration S
Cl
1
H d)
Représenter la chaise inversée de la molécule F. Entre les deux conformations, quelle est celle la plus stable ? axial
axial equatorial
H
H
equatorial
H F
H F, chaise inverse
La chaise inverse est la plus stable car le substituant le plus volumineux (le groupe éthyle est plus volumineux que le groupe méthyle) est en équatorial (position la moins contraignante en terme de gêne stérique (d’encombrement)).
Question 5 : Classer par ordre d'acidité les molécules suivantes. Justifier.
du plus acide au moins acide
OH
F
OH
F
OH
Cl
OH
O
La comparaison porte sur la fonction alcool. Il faut déterminer l’influence des substituants de la chaîne sur la polarité de la liaison O-H. Les effets augmentant cette polarité, augmentent l’acidité (facilitent la rupture de la liaison). Au contraire, ceux diminuant cette polarité, diminuent l’acidité (restreignent la rupture de la liaison O-H). Ces effets sont de deux types Inductifs et/ou Mésomères : du plus acide au moins acide effets inductifs identiques à la molécule de droite
inductif attracteur : augmente la polarité
δ− δ − −
O
<
F <
δ− δ − − δ+ δ + +
H
<
F <
O
δ− δ − −
δ+ δ + +
H
Cl
<
O
δ+ δ + +
H
O le plus électronégatif inductif attracteur le + fort
deux formes limites de résonance F
O
moins électronégatif que F
inductif donneur : diminue diminue la polarité polarité δ− δ− − δ+ + O δ+ > H groupe alkyle : inductif donneur
H
O et effet effet mésom mésomère attracteur att racteur de la fonction C=O
augmente la polarité de la liaison O-H : augmente l'acidité
~~ FIN ~~
