Tableau 3.3 Six exemples de groupements fonctionnels possédant presque toujours au moins un isomère de fonction
Groupements isomères
Alcool
Éther
Acide
Ester
Aldéhyde
Cétone
Ces fonctions sont couplées dans leur isomérie de fonction parce qu’elles mettent en jeu le même nombre d’atomes d’oxygène et le même nombre de liaisons doubles. Comme l’illustre la figure 3.2, il est important de réaliser qu’il existe parfois d’autres isomères de fonction moins évidents. C5H10O2
C4H8O
OH
O H3C
CH2
C
CH3
H2C
Cétone
CH CH2
CH2
Alcène et alcool
OH
H3C
CH2
CH2
CH2
Acide
C
CH2HC
O
OH
H2C
CH
CH2 HO
Alcène et 2 alcools
Figure 3.2 Certains isomères de fonction sont plus difficiles à prévoir.
EXERCICE 2
L’acide butanoïque est utilisé à très faible concentration comme arôme pour donner une odeur de beurre aux aliments ; c’est en effet un constituant naturel du beurre. Pur, c’est une molécule dont l’odeur rappelle celle des excréments. Trouvez au moins quatre isomères de fonction moins nauséabonds à cette molécule. Dans votre réponse, donnez seulement la structure des isomères. (Il n’est pas nécessaire de donner leur nom systématique.)
3. 2 Stéréoisomérie : l’isomérie en 3D Les stéréoisomères sont des molécules qui ne diffèrent que par leur géométrie. La formule semi-développée ne permet pas de les distinguer.
Des stéréoisomères sont des molécules qui diffèrent uniquement par l’arrangement de leurs atomes dans l’espace. Les représentations qui omettent la géométrie de la molécule ne permettent donc pas de distinguer ces isomères. Pour arriver à faire la différence entre deux stéréoisomères, il nous faut souvent une représentation en trois dimensions. Dans cette section, nous étudierons trois types de structures qui peuvent présenter des stéréoisomères : les alcènes, les molécules cycliques et les molécules dont au moins un carbone porte quatre groupements différents.
I somérie cis/trans : la liaison double Pour qu’un alcène possède un isomère cis/trans, les deux carbones de la liaison double doivent porter au moins un substituant.
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L’isomérie cis/trans existe autour des liaisons rigides, donc incapables de tourner librement. C’est le cas des liaisons doubles et des liaisons simples engagées dans un cycle. Les atomes liés par une liaison simple normale tournent autour de l’axe de leur liaison, ce qui mène à différents conformères de la même molécule (p. 95). Les liaisons doubles, par contre, ne peuvent pas tourner puisque la liaison π empêche la rotation (si les atomes tournaient autour d’une liaison double, la liaison π serait brisée, ce qui n’est possible que lors d’une réaction chimique). En plus d’une liaison double, une autre condition doit être remplie pour qu’il existe de l’isomérie cis/trans : chacun des deux carbones de la liaison double doit porter au moins un substituant. Si un carbone de la liaison double porte deux substituants, ceux-ci doivent être différents pour qu’il existe des isomères cis/ trans (figure 3.3).
Chapitre 3 • Conformérie et isomérie : pareil ou pas pareil ?
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