I somérie cis/trans : les cycles L’isomérie cis/trans est possible pour les alcènes et pour les molécules cycliques.
Il existe un autre cas important où il peut y avoir de l’isomérie cis/trans : les molécules cycliques qui portent plus d’un substituant. En effet, les atomes ne tournent pas librement autour de liaisons impliquées dans un cycle. On peut le vérifier en construisant un modèle.
L’isomère cis est celui dont les deux substituants se trouvent du même côté du segment formé par la liaison double ou du même côté du plan formé par le cycle. L’isomère trans est celui dont les substituants sont situés du côté opposé l’un de l’autre.
Le principe est le même que pour le cas des liaisons doubles. Les stéréodesripteurs cis et trans sont aussi parfois utilisés, cis désignant les isomères où les substituants identiques sont sur la même face du cycle, trans dans le cas inverse. Pour mettre en évidence la position des substituants sur un cycle, on a souvent recours à une représentation particulière. Cette représentation, appelée représentation de Haworth, suppose que le cycle est placé perpendiculairement à la feuille ; il est projeté vers l’observateur. Les substituants sont dessinés vers le haut ou vers le bas, selon qu’ils se trouvent au-dessus ou en dessous du cycle. La figure 3.5 montre comment la représentation projective ou la représentation de Haworth permet de symboliser les isomères cis/trans cycliques.
HO
OH
Représentation projective
OH OH Représentation de Haworth Figure 3.5 Comparaison des représentations projective et de Haworth de l’isomère cis du cyclopentane-1,2-diol. La position du cycle sur laquelle est basée la représentation est donnée à droite de la projection .
Bien que, en chimie organique, la représentation de Haworth soit peu utilisée, elle l’est encore beaucoup en biochimie et en biologie, en particulier pour représenter les glucides. La nomenclature de ces isomères se fait de la même manière que pour les isomères cis/ trans où le système rigide est une liaison double, donc en ajoutant cis- ou trans- au début du nom. La figure 3.6 donne trois exemples de l’utilisation de cette nomenclature. F
OH
OH
cis-cyclopentane-1,2-diol
Cl
cis-1,3-diméthylcyclohexane
trans-1-chloro-2-fluorocyclobutane
Figure 3.6 Trois molécules cycliques pour lesquelles il existe un isomère cis/trans accompagnées de leur nom.
EXERCICE 5
Dessinez l’isomère, dont le nom est donné, en représentation de Haworth et en représentation projective.
80
trans1,3-diméthylcyclobutane
cis3-chlorocyclopentanol
trans-1-méthoxy-3méthylcyclohexane
a)
b)
c)
Chapitre 3 • Conformérie et isomérie : pareil ou pas pareil ?
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