CHIMIE

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COURS
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Stéréochimie des molécules organiques
Doc. 47 Propriétés comparées des
diastéréoisomères Z et E de l’acide
but-2-ènedioïque.
b b
a a
* *
c c
Doc. 48 Dans le cas de deux
atomes de carbone asymétriques,
si l’une au moins des paires (a, a’ ),
(b, b’ ) ou (c, c’ ) est constituée de
groupes différents, le composé
comporte quatre stéréoisomères de
configuration.
Après avoir prévu le nombre maximal de
stéréoisomères attendu, la méthode de
recherche consiste à partir d’une configuration,
soit en représentation de Cram,
soit en projection de Newman. Les configurations
absolues peuvent être déterminées.
La molécule symétrique est alors
représentée ; il faut vérifier qu’elle n’est
pas superposable à la précédente. Dans
ce cas, ces deux structures forment le premier
couple d’énantiomères. Prendre
ensuite une configuration différant de la
première en inversant deux substituants
sur un seul des atomes de carbone asymétriques,
puis son image dans un miroir,
et vérifier si elle est superposable ou non
à la précédente. La disposition du document
46 permet facilement de préciser
toutes les relations de stéréoisomérie. Les
configurations absolues sont facilement
déduites de celle de la première ; une vérification
peut être utile.
(*) Le couple (R*, R*) est aussi appelé
couple like. Le couple (R*, S*) est alors
nommé couple unlike.
structure
nom systématique
nom usuel
température de fusion
solubilité dans l’eau
pK 1 ; pK2
action
d’un chauffage
à 140 °C
HOOC
C=C
H H
acide
(Z)-but-2-ènedioïque
acide maléique
131 °C
très grande
1,9 ; 6,3
déshydratation interne
pour donner
l’anhydride maléique :
C=C
H
COOH
HOOC
5.4 Exemples de recherche de stéréoisomères
5.4.1. Composés possédant deux atomes
de carbone asymétriques non inclus dans un cycle
■ Atomes de carbone asymétriques C* différemment substitués
Comme l’indique l’exemple des 2, 3, 4-trihydroxybutanals (cf. doc. 46), si les substituants
des deux atomes de carbone asymétriques ne sont pas tous deux à deux
identiques (doc. 48), il y a quatre stéréoisomères de configuration, dont deux
couples d’énantiomères. Le couple d’énantiomères (2R, 3R) et (2S, 3S) est noté
(2R*, 3R*);l’autre couple est noté (2R*, 3S*).*
■ Atomes de carbone asymétriques C* identiquement substitués
Si les groupes substituants sont deux à deux les mêmes sur chaque C*, comme le
montre le document 49 sur l’exemple de l’acide tartrique (acide 2,3-dihydroxybutanedioïque),
l’une des configurations est achirale, car superposable à son image
dans un miroir plan. Cette configuration achirale est appelée méso.
Lorsqu’un composé possède deux atomes de carbone asymétriques identiquement
substitués, il n’y a que trois stéréoisomères de configuration, dont
un couple d’énantiomères (couple R*, R*) et un composé achiral (R*, S*),
dit méso.
5.4.2. Composés possédant deux atomes
de carbone asymétriques inclus dans un cycle
O
C=C
H COOH
acide
(E)-but-2-ènedioïque
acide fumarique
287 °C
très faible
3,1 ; 4,4
aucune déshydratation
interne
La présence de deux atomes de carbone asymétriques conduit encore à un maximum
de quatre configurations stéréoisomères, comme le montre l’exemple du document
50.
En considérant le plan moyen du cycle, les deux énantiomères d’un couple ont
leurs deux substituants soit du même côté du plan du cycle (en relation cis-cyclanique),
soit de part et d’autre du plan (en relation trans-cyclanique).
O
C C
H
O
H