CHIMIE

observateur
rayon lumineux
plan de polarisation
de la lumière
avant traversée
plan de polarisation
après traversée
traversée
d'une
substance
optiquement
active
Doc. 43 Pouvoir rotatoire.
L’observateur constate ici que la substance
est dextrogyre.
α
• Présence d’atome asymétrique
Stéréochimie des molécules organiques
Une structure possédant un seul atome asymétrique est toujours chirale.
6
COURS
La molécule de (R)-butan-2-ol (doc. 37) et celle de (S)-butan-2-ol sont chirales. La
présence d’un seul atome asymétrique est une condition suffisante mais non nécessaire
de chiralité. En effet, il y a des structures chirales sans atome asymétrique
(doc. 42).
Une structure possédant plusieurs atomes asymétriques peut être achirale.
La présence de plusieurs atomes asymétriques est une condition ni nécessaire ni
suffisante de chiralité. L’acide tartrique HO 2C–*CH(OH)–*CH(OH)–CO 2H a deux
atomes de carbone asymétrique ; l’une de ses configurations est cependant achirale
(cf. § 5.4.1).
H 3C
H
C C
■ Manifestation expérimentale : l’activité optique
La chiralité est une propriété structurale. Elle se manifeste, au niveau macroscopique,
par son action sur la lumière polarisée rectilignement (doc. 43).
La solution d’une substance chirale telle que le sucre ordinaire (sucre de betterave,
constitué de saccharose) fait tourner le plan de polarisation d’une lumière polarisée
rectilignement : cette substance est dite optiquement active, ou qu’elle possède
un pouvoir rotatoire (doc. 44, page suivante).
Une substance qui, pour un observateur qui reçoit la lumière, fait tourner le plan
de polarisation d’une lumière polarisée rectilignement dans le sens des aiguilles
d’une montre est dite dextrogyre ; son nom et sa formule sont alors précédés du
signe (+) ou de la minuscule d. Si la rotation du plan de polarisation s’effectue dans
le sens trigonométrique, la substance est dite lévogyre ; son nom est alors précédé
du signe (–) ou de la minuscule l. L’angle de rotation a du plan de polarisation est
appelé pouvoir rotatoire.
Il n’y a aucune relation entre le signe du pouvoir rotatoire spécifique et la
configuration absolue R ou S de la structure chirale.
5.2.2. Relation d’énantiomérie
■ Définition
H
C C C C
CH 3
Doc. 42 Le penta-2,3-diène existe sous deux configurations chirales ; il n’y a pas
d’atome de carbone asymétrique.
L’énantiomérie est la relation existant entre deux structures images l’une
de l’autre dans un miroir plan et non superposables. Chacune de ces structures
est donc chirale. Ces deux structures sont énantiomères l’une de
l’autre.
On dit aussi, compte tenu des propriétés macroscopiques, inverses optiques ou antipodes
optiques. Deux molécules ont des configurations énantiomères si elles possèdent
une conformation dans laquelle elles sont images l’une de l’autre et non
superposables, et si elles ne possèdent aucune conformation dans laquelle elles sont
images l’une de l’autre et superposables (doc. 41). Le passage d’un énantiomère à
l’autre s’appelle inversion de configuration.
H
H 3C
H
CH 3
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
183