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.




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


ou


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

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