Université d’Orléans, UFR Sciences L2CI04-Chimie Organique
Juin 2007
Aucun document n’est autorisé Examen – Durée : 1 heure Question 1 :
Parmi les principaux composants de l’huile de la menthe poivrée, le (-) menthol est le plus important et représente environ 50% des molécules. La structure est représentée ci-dessous :
OH
a) b) c) d)
(-)-menthol Cette molécule possède-t-elle des carbones asymétriques? Que signifie le signe (+) précédent le nom ? Donner la configuration des dif férents carbones asymétrique. Représenter la conformation la plus stable de ce cyclohexane.
Question 2 : proposer une représentation de Lewis « complète » des composés suivants : HNO2
CH2O
Question 3 : a) Donner la nomenclature des molécules suivantes :
b) Ecrire la structure du 1,1-diéthylcyclobutane Question 4 : Toujours en relation avec le (-)-menthol, voici une gamme de cyclohexanes
et
A
C
B
OH
OH
E
G
OH
b) c)
OH
OH
F et
a)
D
et
H
et
OH
Indiquer la relation (diastéréoisomères, isomères de conformation, isomères de constitution ou énantiomères) présente dans chaque paire de molécules La molécule H est-elle chirale ? La molécule G est-elle chirale ? Justifier. Entre les deux conformations E et F, quelle est celle la plus stable ?
Question 5 : Classer par ordre d'acidité les molécules suivantes. Justifier. F
OH
OH
F
OH
OH
Cl O
O
~~ FIN ~~
O
Université d’Orléans, UFR Sciences L2CI04-Chimie Organique
Juin 2007
Aucun document n’est autorisé Examen – Durée : 1 heure Question 1 :
Parmi les principaux composants de l’huile de la menthe poivrée, le (-) menthol est le plus important et représente environ 50% des molécules. La structure est représentée ci-dessous :
OH
a)
(-)-menthol Cette molécule possède-t-elle des carbones asymétriques?
Cette molécule possède 3 carbones asymétriques, substituants substituants différents (indiqués par un astérisque).
3
carbones
possèdent
4
* *
b)
*
OH
Que signifie le signe (+) précédent le nom ?
Le signe (+) ou (-) devant un nom indique le sens de déviation de la lumière polarisée. Dans le cas du (-) menthol il y a une déviation de la lumière vers la gauche, de manière lévogyre. lévogyre . c)
Donner la configuration des dif férents carbones asymétriques.
4
2 2 4
3
H 3
1
3
OH
H 4
H
2
OH 1
1
Le plus petit substituant à l’avant du plan : inversion de la lecture directe ; (R) (R)
OH
à l’arrière : lecture directe (S)
d)
Représenter la conformation la plus stable de ce cyclohexane. La conformation la plus stable d’un cyclohexane est la conformation chaise. Les substituants doivent être en position équatoriale.
OH Dans le cas du (-)menthol, l’ensemble des substituants peuvent être en position équatoriale (représentation ci-dessus). Question 2 : proposer une représentation de Lewis « complète » des composés suivants :
HNO2 O
N H
O
H
CH2O O
N
O
Structure exacte
H
C H
O
Structure exacte
Question 3 : a) Donner la nomenclature des molécules suivantes :
3,4-diéthyl-2-méthylheptane 1-isopropyl1-isopropyl-2,4-dim 2,4-diméthylcyclohexa éthylcyclohexane ne b) Ecrire la structure du 1,1-diéthylcyclobutane
Question 4 : Toujours en relation avec le (-)-menthol, voici une gamme de cyclohexanes
a)
Indiquer la relation (diastéréoisomères, isomères de conformation, isomères de constitution ou énantiomères) présente dans chaque paire de molécules
et
A
C
B
OH
E
F
4 1 2
OH
et
4
OH
L'ensemble des 3 carbones asymétriques sont inversés, ce qui implique que ces deux molécules chirales sont énantiomères. énantiomères : images l'un de l'autre dans un miroir et non superposable.
1 2
G
et
H
OH
La relation entre ces deux molécules est une relation de conformation. F est la chaise inversée de E, avec l'ensemble des substituants passant de axiaux à équatoriaux b)
D
OH
OH
A et B ne sont pas image l'un de l'autre dans un miroir et ne sont pas superposable : ceux sont donc des diastéréoisomères (1 seul carbone asymétrique est inversé inversé en passant de A à B) B)
et
la relation entre G et F est une relation de diastéréoisomères identique à la relation entre A et B
La molécule H est-elle chirale ? La molécule G est-elle chirale ? Justifier.
La molécule H n’est pas chirale car elle présente un plan de symétrie ; c’est une forme MESO. Au contraire la molécule G qui ne présente aucun plan ou axe de symétrie et possède deux carbones asymétriques, est chirale. c)
Entre les deux conformations E et F, quelle est celle la plus stable ?
La conformation la plus stable est la conformation E car l’ensemble des substituants est en position équatorial
Question 5 : Classer par ordre d'acidité les molécules suivantes. Justifier.
OH
F
OH
Cl
O
OH
O
OH
F
O
La fonction acide carboxylique est plus acide que la fonction alcool car leur base conjuguée diffère par leur stabilité. Ainsi la base conjuguée de l’acide carboxylique est stabilisée par efffect mésomère contrairement à celle de l’alcool. Etant plus stable, la base est plus faible et donc l’acide correspondant est plus fort. effets inductifs attracteurs
acides :
O
<
F <
H
Cl
O
bases conjuguées :
O
O
F
O
H
F
O
H
O
O
O
F
O
H
O
Cl
O
forme limite forme forme mésomère
O
<
O
O
O
O
Cl
F
O
O O
Entre les trois fonctions acides, la différence provient de la présence d’halogène, ceux-ci ont un effetet inductif attracteur qui va augmenter la polarité de la liaison O-H et donc aumenter l’acidité par rapport à la molécule ne possédant pas d’halogène. Par ailleurs, l’effet inductif le plus fort est exercé par le fluor, la molécule portant cet atome sera la plus acide, car la liaison O-H sera la plus polarisée et donc la plus fragile. ~~ FIN ~~
