Analyse Conformationnelle
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Analyse conformationnelle
Questions :
Question 1. Une analyse conformationnelle révèle que la plupart des molécules de pentane
sont en conformation antipériplanaire en ce qui concerne la liaison C2-C3. Pourquoi ? Cela
veut-il dire que la plupart des molécules du pentane, toujours pour C2-C3, ne sont jamais en
conformation synclinale ?
Question 2. Un cyclopentane plan possèderait des angles C-C-C de 108°, soit une valeur
presque optimale. Pourtant, les conformations privilégiées de ce composé font apparaître un
angle de 104°. Quelle en est l'explication?
Question 3. Dans cette représentation de Newman du cyclohexane, par rapport à quels atomes
les hydrogènes en position axiale sont-ils en anti? Même question pour les hydrogènes en
position équatoriale.
Question 4. Pourquoi l'éthylcyclohexane existe-t-il principalement sous cette forme :
Question 5. Le méthyle de la molécule A est-il en position axiale ou équatoriale ? A-t-il la
possibilité de passer d’une de ces positions à l’autre par interconversion de A ? Quelle est la
relation d’isomérie entre A et B ? Une interconversion conformationnelle peut-elle
transformer A en B et inversement ?
H
H
H3C
A
H
H
H3C
B
H H
HH
H
H H
H
1 5
H H
H
H
H
H
H C2H5H
H
HH
1
Exercices :
Exercice 1. Indiquer dans quelle conformation (ac, sc, ap ou sp) se trouvent les composés
suivants :
OH
H3C H
OH
CH3HH
HO C2H5
CHO
HH3C
1 2 3
H
Cl
CH3
Cl
CH3H
Représenter les molécules 1 et 3 dans leur conformation la plus stable.
Exercice 2. Représenter selon Newman (axe C2-C3) :
- les molécules 1, 2, et 3 en conformation synclinale
- les molécules 4, 5 et 6 en conformation anticlinale
CC
HO
H3CH3C
H
CH3
CH3
CC
H2N
C2H5
H
NH2
CH3
HCC
C2H5
C2H5
H3C
CH3
CH3
OH
CHO
H OH
CH2OH
H OH
CH3
H Br
C2H5
Br H
COOH
HO H
CHO
H OH
1 2 3
4 5 6
Exercice 3. Indiquer, pour chaque couple A, B et C, l'isomère le plus stable, en supposant que
Br occasionne un effet stérique identique à CH3
- A : cis- et trans-1-bromo-2-méthylcyclohexane
- B : cis- et trans-1-bromo-3-méthylcyclohexane
- C : cis- et trans-1-bromo-4-méthylcyclohexane
Exercice 4. Représenter la conformation privilégiée du composé suivant en détaillant les
interactions diaxiales éventuellement présentes. t-Bu
OH
H3C
Exercice 5. Représenter les formes chaises : 1) des composés A, B et C en perspective. 2) des
composés A et B en Newman selon l'axe des liaisons indiquées par des flèches. Expliquer
l’ordre de stabilité constaté suivant : B > A > C.
H
H
H
H
H
H
OH
HO
OH
HO
OH
HO
A BC
2
Correction : Analyse conformationnelle
Questions : Question 1.
Conformère anti C2-C3 du n-pentane : C2H5
H H
CH3
HH
- contrainte de torsion minimale (forme décalée)
- interactions stériques minimales (Me / Et en face, loin)
� Conformation très favorisée
Question 2. Les conformations privilégiées du cyclopentane font apparaître une contrainte
angulaire (104° au lieu de 108°), mais la forme plane engendre des contraintes de torsions
supérieures (H tous éclipsés). Une conformation privilégiée réalise un compromis entre ces
différentes contraintes.
Question 3.
H2e
H2a
H1e
H1a
H4e
H4a
H5e
H5a
1
3
5
6
Protons axiaux :
H2a et H1a sont en anti, de même que H4a et H5a
Protons équatoriaux :
H1e est en anti par rapport à la liaison C2-C3 du cyclohexane.
H2e est en anti par rapport à la liaison C1-C6 du cyclohexane.
H4e est en anti par rapport à la liaison C5-C6 du cyclohexane.
H5e est en anti par rapport à la liaison C4-C3 du cyclohexane.
Question 4.
H
H
H
H
H
H
H
C2H5
H
H
H
Hinterconversion
H
H
H
HH
H
H
H
C2H5
H
H H
interaction diaxiale Le cyclohexane est dans sa conformation chaise compte-tenu de la contrainte angulaire et des
contraintes de torsion.
Le groupement éthyle est en position équatoriale préférentiellement, la position axiale faisant
apparaître 2 interactions diaxiales 1,3 de type C2H5/H (interactions stériques entre deux
substituants en position diaxiale, situé en position relative 1,3).
3
Question 5
H
H3C
H
A
H
H
H3C
H
H
interactions 1,3 diaxiales
Décaline TRANS (Interconversion impossible)
H
H3C
H
B
H
H
H3C
H
H
H
H3C
H
H
Décaline CIS Conformation
privilégiée
Une interconversion conformationnelle NE peut PAS transformer A en B puisqu’il s’agit de 2
diastéréoisomères (1 seul C* différent).
Exercices :
Exercice 1.
OH
H3C H
OH
CH3HH
HO C2H5
CHO
HH3C
1. synpériplanaire 2. synclinal 3. antipériplanaire
H
Cl
CH3
Cl
CH3H
1. antipériplanaire 3. synclinal
Cl
H3C H
Cl
CH3H
µµµµ = 0(intéractions électroniques)
CH3
H OH
OH
CH3H
µµµµ > 0 mais liaison hydrogène qui
stabilise la conformation synclinale
4
Exercice 2.
CC
HO
H3CH3C
H
CH3
CH3
CC
H2N
C2H5
H
NH2
CH3
H
CC
C2H5
C2H5
H3C
CH3
CH3
OH
H3C
H
CH3
OH
CH3H3C
H
H2N
C2H5
NH2
HH3C
CH3
C2H5 C2H5
CH3
OHH3C
CH3
H CH3
OH
CH3H3C
H
H2N C2H5
NH2
HH3C
C2H5
C2H5 CH3
CH3
OHH3C
C2H5
H NH2
NH2
HH3C
CH3
H3C H
OH
CH3H3C
1
2
3
2 3
synclinal
synclinal
23
synclinal
synclinal
synclinal synclinal
23
ou
ou
ou
CHO
H OH
CH2OH
H OHH
HOH2C
OH
CHO
OHHHOH2C
HO
H
CHO
OHHHO
H
CH2OH
CHO
OHH
4
ou
anticlinal anticlinal
CH3
H Br
C2H5
Br H
COOH
HO H
CHO
H OH
Br
C2H5
H
CH3
BrH
H
OHC
OH
COOH
HHOOHC
HO
H
COOH
HHO
H
Br
C2H5
CH3
BrH
5
6
ou
anticlinal anticlinal
ou
anticlinal anticlinal
Exercice 3.
A) * cis-1-bromo-2-méthylcyclohexane * trans-1-bromo-2-méthylcyclohexane
Br
CH3
H3C
Br
cis / a e / 1S,2R cis / a e / 1R,2S
Br Br
trans / a a / 1S,2S trans / a a / 1R,2RCH3 CH3
CH3
BrBr
H3C
cis / e a / 1S,2R cis / e a / 1R,2S
BrBr
trans / e e / 1S,2S trans / e e / 1R,2R
CH3 H3C
���� Stabilité : trans > cis
5
B) * cis-1-bromo-3-méthylcyclohexane * trans-1-bromo-3-méthylcyclohexane
CH3
Br
cis / a a / 1S,2R cis / a a / 1R,2S
H3C
Br
cis / e e / 1S,2R cis / e e / 1R,2S
Br
H3C
Br
CH3
H3C
Br
trans / a e / 1S,2S CH3
Br
trans / a e / 1R,2R
Br
CH3
Br
CH3trans / e a / 1S,2S
trans / e a / 1R,2R
���� Stabilité : cis > trans
C) cis-1-bromo-4-méthylcyclohexane trans-1-bromo-4-méthylcyclohexane
(achiral : plan de symétrie) (achiral : plan de symétrie)
Br
H3C
H3C
Br
a e e a
H3C
H3C a a e e
Br
Br
���� Stabilité : trans > cis
Exercice 4.
t-Bu 100% équatorial ���� conformation verrouillée, pas d’interconversion possible.
OH
H3C
CH3
CH3
CH3
H H
2 interactions 1,3-diaxiales
12
3 45
6
Exercice 5.
H
HOH
HOA:
HO
HH
H
H
H
H
HH
H
OH
H
H
H
H
H
H
H
H
H
B:
H
HHO
H
H
H
H
HH
H
O
HO
HO
H
H
H
H
H
H
H
H
6
H
HHO
H
H
H
HH
H
OH
OH
OH
HO
CH
H
HH
H
C'
H
HO
H
H
HH
H
H
H HOH
OH
CC'
A et B : jonction trans
C : jonction cis A et B > C
dans A les OH sont ee
dans B les OH sont aa mais il y a une liaison
hydrogène intramoléculaire stabilisante
B > A