C onformères de composés cycliques Nous avons mentionné dans la section portant sur l’isomérie cis/trans dans les cycles que les liaisons simples prises dans un cycle ne peuvent pas tourner librement. C’est d’ailleurs ce qui cause l’isomérie cis/trans pour les cycles qui portent deux groupements autres que l’hydrogène. Toutefois, même si la rotation à 360° de ces liaisons n’est pas possible, celles-ci ont tout de même une certaine liberté de mouvement. Ce mouvement permettra l’existence de conformères particuliers aux cycles. Même si ce phénomène existe pour presque tous les cycles constitués d’une majorité de liaisons simples, seul le cas des cycles à six atomes de carbone est présenté ici en détail. Le cyclohexane nous servira donc de modèle.
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La figure 3.22 donne tout de même une idée du conformère le plus stable des plus petits cycloalcanes.
Figure 3.22 Trois cycloalcanes en boules et bâtonnets. Les cycloalcanes ne sont pas plans, sauf le cyclopropane (à gauche). Le cyclobutane, au centre, possède une conformation dite pliée et le cyclopentane, à droite, a une conformation appelée enveloppe, en raison de la partie surélevée du cycle qui fait penser au rabat d’une enveloppe.
Jusqu’ici, le cyclohexane a été représenté comme un hexagone plat, comme ci-contre, en utilisant parfois la représentation de Haworth. Or, l’angle interne d’un hexagone est de 120° et non de 109°, l’angle idéal pour un carbone tétraédrique. Cela aura pour effet que le conformère le plus stable du cyclohexane n’est pas un hexagone plat, mais un hexagone formé de carbones en zigzag, comme le montre la figure 3.23. Les tétraèdres formés par les carbones sont bel et bien là, chacun étant du côté opposé de ses voisins : un qui pointe vers le haut, le suivant vers le bas et ainsi de suite.
cyclohexane
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Figure 3.23 Le cyclohexane en boules et bâtonnets. Pour accommoder la forme tétraédrique de chaque carbone et les angles de liaison de 109°, le cycle doit être en zigzag, comme la chaîne de n’importe quel alcane .
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Le nom donné à ce type de conformères des cycles à six atomes est forme chaise ou conformère chaise, parce que le cycle prend un peu la forme d’une chaise longue. On peut s’imaginer le côté gauche du cycle représenté à la figure 3.23 comme étant le dossier et le côté droit comme étant le repose-pieds. Les représentations bidimensionnelles de ce conformère sont données ci-dessous, avec et sans les atomes d’hydrogène explicites.
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Chapitre 3 • Chimie organique
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