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Substitution, mélanges racémiques


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Salut ! Je pensais avoir compris le truc avec les mélanges racémiques et les réactions d'ordre 1-2 mais en refaisant les TD je me rends compte que non ^^

 

L’acide (2R)-2-chloro-butanoïque traité par du KCN dilué et à froid, conduit à un composé A optiquement actif -->  A se forme par un mécanisme d’ordre 2

 

Le (4R)-2-bromo-2,4-diméthyl-hexane traité par la soude diluée et à froid conduit au composé A.

 -->  A se forme par une réaction de substitution nucléophile d’ordre 1 --> A est optiquement actif

 

Du coup je comprends pas trop, c'est pour une SN1 ou une SN2 que le composé est actif ? ou alors il n'y a pas de règles et tout dépend du contexte ? 

Posted

Bonjour ! 

 

En effet, on ne peux pas toujours obtenir un composé optiquement actif suite à une SN, cela dépend du composé de départ, et des réactifs !

 

En espérant t'avoir aidé

Posted
Il y a 3 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

En effet, on ne peux pas toujours obtenir un composé optiquement actif suite à une SN, cela dépend du composé de départ, et des réactifs

Mais du coup on fait comment pour savoir ? 

Posted

En fait, si il est optique c'est que tu passes forcément par un mécanisme d'ordre 2 (donc pas de carbocation), alors que si tu devais faire un mécanisme d'ordre 1, c'est que tu passes par le stade carbocation, donc S/R d'énantiomèrie, donc pas de molécule actives optiquement, si la proportion d'énantiomère  est égale.

 

 

Posted
Il y a 1 heure, Aspirateur_Tyron a dit :

si tu devais faire un mécanisme d'ordre 1, c'est que tu passes par le stade carbocation, donc S/R d'énantiomèrie, donc pas de molécule actives optiquement, si la proportion d'énantiomère  est égale.

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C'est la réaction du (4R)-2-bromo-2,4-diméthyl-hexane traité par la soude diluée et à froid conduit au composé A.

en fait ici c'est inactif parce qu'il y a qu'un R (parce que pas de C* ?) ? 

 

Donc si j'ai bien compris optiquement actif --> SN2 --> mélange racémique ? 

 

 

Pour la SN1 --> Un carbocation donne forcément R/S donc des énantiomères ?

=> Donc si RS = SR pas molécules actives et si RR = SS c'est actif ? 

 

D'ailleurs j'ai souvent du mal à déterminer comment on fait pour savoir si c'est R/S dans les réactions  

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Par exemple ici, on peut obtenir R ou S  parce que comme il y a un C*, les 2 sont possibles ? 

 

(beaucoup trop de questions désolée ^^) 

Posted

si le composé est R ou S, cela veut dire que le sens de rotation en fonction de la priorité des substituants tourne soit dans le sens des aiguilles d'une montre si il est R, et inversement si il est S, le carbone est donc asymétrique. Lorsqu'on fais une substitution Nucléophile d'ordre nous avons pas de carbocation intermédiaire (différent d'un carbone asymétrique = C*). Il y a peu de chance, voir aucunes, qu'il y ait un mélange racémique au terme de cette réaction.

 

Pour la SN1, vu qu'il y a un carbocation intermédiaire (avec une place vacante donc), il y a possibilité qu'un substituant se mette soit soit en haut, soit en bas de la molécule, pour en faire un C* R ou S. Les composés sont dits: "compensés" en terme d'activité lorsque dans un mélange on retrouve la même proportion moléculaire de R et S, il n'y aura donc pas d'activité, il y a aussi des cas où la molécule est méso, mais là je te conseillerai de relire ton cours, pour éviter les soucis de compréhensions.

 

Pour ta dernière question: cela dépend de la réaction et d'où elle se produit, car comme tu le vois, le 4R reste 4R même après la réaction, car elle n'a pas subit l'action du permanganate de potassium, là où il y réaction, on remarque qu'un carbone asymétrique est produit, mais comme nous avons affaire à une cis-addition, qui est un ajout moléculaire sur un plan (donc en haut, ou en bas), la molécule aura donc un C* qui dépendra de où ce sera posé les fonctions alcools, pour en faire un diol.

 

J'espère avoir répondu à toutes tes questions ! 

Posted
il y a 50 minutes, Aspirateur_Tyron a dit :

Lorsqu'on fais une substitution Nucléophile d'ordre nous avons pas de carbocation intermédiaire (différent d'un carbone asymétrique = C*)

Tu voulais dire une SN2 ? du coup pour la SN2 il n'y a pas de mélange racémique donc ?  Parce que si le composé est actif --> SN2 --> pas racémique car un mélange racémique n'est pas actif ? 

D'ailleurs un mélange racémique c'est que j'ai autant de chance d'obtenir un RR que de SS ou que de RS et SR ? 

 

J'ai compris pour la SN1 ! c'est parce ce que le carbocation est plan, donc ça peut se mettre en dessus et en dessous. Et s'il y a un plan de symétrie --> non actif 

 

Pour cette réaction, si ça avait été une trans addition, qu'est ce que ça aurait donné au niveau du 2C ? 

Posted
il y a 43 minutes, Phagocytose a dit :

Tu voulais dire une SN2 ? du coup pour la SN2 il n'y a pas de mélange racémique donc ?  Parce que si le composé est actif --> SN2 --> pas racémique car un mélange racémique n'est pas actif ? 

du coup, oui j'ai oublié d'écrire SN2 excuse moi ! le mélange est bien racémique par contre ! le seul truc c'est qu'il n'est pas actif optiquement !

 

il y a 44 minutes, Phagocytose a dit :

Pour cette réaction, si ça avait été une trans addition, qu'est ce que ça aurait donné au niveau du 2C ? 

Du coup sur cette réaction en particulier, ça ne change pas grand chose vu que 1C ne donnera pas un C* 🙂 

Posted
Il y a 2 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

oui j'ai oublié d'écrire SN2 excuse moi

ahh non tkt ! c'était juste pour être sure 

Et c'est le même mécanisme avec l'élimination non ? 

Il y a 2 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

ça ne change pas grand chose vu que 1C ne donnera pas un C* 🙂 

j'ai pas compris ce que tu voulais dire 😅

Posted
Il y a 17 heures, Phagocytose a dit :

'ai pas compris ce que tu voulais dire 😅

excuse moi je pense avoir compris ! en fait je pensais que tu me parlais de l'exemple avec le KMnO4 dilué ! Lors des cours, on vous a expliqué ce qu'on peut obtenir comme molécules en fonction des réactions.

 

Pour ce qui est de l'E, il y a une perte d'un substituant, donc je ne pense pas qu'on puisse parler de Carbone asymétrique, lors de la réaction sur un carbone asymétrique (donc avec 4 substituants différents).

Posted
il y a une heure, Aspirateur_Tyron a dit :

en fait je pensais que tu me parlais de l'exemple avec le KMnO4 dilué

Oui c'est ce que je demandais ^^ A chaque fois j'arrive pas a déterminer si c'est R/S, du coup je me demandais si ça avait été une trans addition (epoxydation) on aurait pu aussi obtenir 2R, 4R et 2S, 4R 

il y a une heure, Aspirateur_Tyron a dit :

Pour ce qui est de l'E, il y a une perte d'un substituant, donc je ne pense pas qu'on puisse parler de Carbone asymétrique, lors de la réaction sur un carbone asymétrique (donc avec 4 substituants différents

ah je pensais du coup que si un composé était optique, c'était une élimination d'ordre 2

 

Je viens de relire tes explications et c'est un peu flou

Le 09/03/2021 à 18:45, Aspirateur_Tyron a dit :

Lorsqu'on fais une substitution Nucléophile d'ordre 2 nous avons pas de carbocation intermédiaire (différent d'un carbone asymétrique = C*). Il y a peu de chance, voir aucunes, qu'il y ait un mélange racémique au terme de cette réaction.

 

Il y a 22 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

SN2 excuse moi ! le mélange est bien racémique par contre ! le seul truc c'est qu'il n'est pas actif optiquement !

du coup je comprends pas, on obtient un mélange racémique suite à une SN2 ?

(désolée, je fais la reloue..)  

  • Solution
Posted (edited)
Le 10/03/2021 à 18:53, Phagocytose a dit :

Oui c'est ce que je demandais ^^ A chaque fois j'arrive pas a déterminer si c'est R/S, du coup je me demandais si ça avait été une trans addition (epoxydation) on aurait pu aussi obtenir 2R, 4R et 2S, 4R

oui, dans le cas de la molécule que tu m'as montré dans l'exemple suivant 1675639160_Capturedcran2021-03-0912_13_00.png.b1021dfe7822734a8f4967448eef1967.png  

Cela ne change rien au fait d'obtenir les même possibilités, soit R/S, car la cis/trans-addition s'effectuera sur la double liaison.

Le 10/03/2021 à 18:53, Phagocytose a dit :

ah je pensais du coup que si un composé était optique, c'était une élimination d'ordre 2

les éliminations se font selon des conditions spécifiques, mais le fait que le composé soit optique n'est pas quelque chose d'obligatoire:

 

image.png.20562534f620d6d55f3dcd236f2b50a0.png

Dans ce cas là la molécule n'est pas optique car il y a 3 substituants qui sont les mêmes: le méthyl (CH3)

 

Pour s'orienter donc vers une SN2, il faut se fier à ces caractéristiques, et/ou solvants utilisés pour la réaction:

image.png.1e6b654848f8edbe63c6852b8a3c18d4.png

image.png.ddb14f3ec563a536794de7fc1681762c.png

 

Lorsque dans l'énoncé on te parle de solvant polaire protique, et que c'est une substitution, ce sera forcément d'ordre 1, si c'est aprotique ce sera orientés vers l'ordre 2

 

 

Le 10/03/2021 à 18:53, Phagocytose a dit :

Lorsqu'on fais une substitution Nucléophile d'ordre 2 nous avons pas de carbocation intermédiaire (différent d'un carbone asymétrique = C*). Il y a peu de chance, voir aucunes, qu'il y ait un mélange racémique au terme de cette réaction.

Que ce soit la SN comme l'élimination, si elles sont d'ordre 2, elles auront un mécanisme concertés. Il y aura donc pas l'étape de Carbocation intermédiaire, il est juste là pour dire que c'est quelque chose qui s'effectue très rapidement:

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image.png.dff9530c77f8071a4362a87b6e61cd85.png

 

De plus, pour ce qui concerne les produits finaux de la réaction, ils seront donc très orienté, en prenant l'exemple du SN2, où on verra l'inversion de Walden:

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Même si toutefois il existe la rétention de configuration dans certains cas.

Le 10/03/2021 à 18:53, Phagocytose a dit :

du coup je comprends pas, on obtient un mélange racémique suite à une SN2 ?

 

Pour terminer, une SN2 donne selon moi, une configuration qui est très orientée face à celle de départ, comme je te l'ai montré dans les diapos du cours, donc cela dépends selon moi si il y a une proportion équivalente de S ET de R au départ pour obtenir un mélange racémique, donc 50% de R et 50 % de S. Si il n'y a qu'un seul type de configuration dès le début, non. Il ne pourra y avoir qu'un seul type de configuration, suite au SN d'ordre 2.

Le 10/03/2021 à 18:53, Phagocytose a dit :

(désolée, je fais la reloue..)

 Absolument pas, ne t'excuse pas ! c'est peut-être moi qui me suis mal exprimé pour répondre à tes questions !

Edited by Aspirateur_Tyron
Posted
Il y a 3 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

soit R/S, car la cis/trans-addition s'effectuera sur la double liaison

donc en fait du moment que l'on ajoute des composés sur une double liaison on peut obtenir R et S en même proportions ? 

 

Il y a 4 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

Dans ce cas là la molécule n'est pas optique car il y a 3 substituants qui sont les mêmes: le méthyl (CH3)

Alors je crois que j'ai capté 

 

Si on fait une SN1 --> Carbocation intermédiaire--> comme il est plan, on peut avoir R et S. Mais pas forcément un mélange racémique, parce que c'est pas obligatoire qu'il y ait autant de RR, SS, RR et SR

 

Si on précise solvant protique, on peut ne pas obtenir un mélange racémique (comme dans l'exemple que tu as donné car on n'a pas de carbone asymétrique) -->  Pour qu'un composé soit actif, je dois obligatoirement avoir un carbone asymétrique ? Mais l'inverse n'est pas vrai ? (parce que je peux avoir un mélange racémique, un plan de symétrie..) 

 

(PS : je me suis rendue compte que je loupais des subtilités dans les diapos de cours^^) 

 

Il y a 4 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

équivalente de S ET de R au départ pour obtenir un mélange racémique, donc 50% de R et 50 % de S. Si il n'y a qu'un seul type de configuration dès le début, non. Il ne pourra y avoir qu'un seul type de configuration, suite au SN d'ordre 2.

D'accord ok j'ai compris, ça dépend de beaucoup de paramètres en fait !  

 

Si on me dit qu'un composé est optique, par conséquent je peux faire une SN1 comme une SN2 ? mais j'ai + de chance de faire une SN2 car il n'y a pas de carbocation intermédiaire donc peu de chance d'avoir un mélange racémique ? 

 

Petite question bête : mélange racémique c'est comme tu l'as dit 50% R et 50% S mais ça revient à RR=SS ou RS=SR ? 

Il y a 4 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

Absolument pas, ne t'excuse pas ! c'est peut-être moi qui me suis mal exprimé pour répondre à tes questions

Ohhhhh 🥰 J'ai l'impression de tourner en rond avec mes questions mais c'est juste pour que ce soit bien clair dans ma tête 

Posted
Il y a 18 heures, Phagocytose a dit :

donc en fait du moment que l'on ajoute des composés sur une double liaison on peut obtenir R et S en même proportions ?

Ce que j'ai envoyé  plus haut, était dans le but de répondre à ta question sur la trans-addition effectué sur la molécule utilisée dans le diaporama du cours, il faut faire attention à ne pas trop vite faire de généralité. En effet, cela dépends des substituants sur les chaînes carbonées.

 

Il y a 18 heures, Phagocytose a dit :

Pour qu'un composé soit actif, je dois obligatoirement avoir un carbone asymétrique ? Mais l'inverse n'est pas vrai ?

pour qu'un composé soit optiquement actif, il faut en effet que le carbone quaternaire soit asymétrique. L'inverse donnerait "pour qu'un composé ait un carbone asymétrique, il doit obligatoirement être actif", ce qui serait faux car dans un cas général un composé n'est pas forcément actif optiquement avant d'avoir un carbone asymétrique, cela dépends des isoméries présentés à la base, mais aussi des réactions que tu as vus en cours.

 

Il y a 19 heures, Phagocytose a dit :

Si on me dit qu'un composé est optique, par conséquent je peux faire une SN1 comme une SN2 ?

Cela dépends des consignes donnés dans l'exercice, et de la molécule de départ, et donc de ses substituants, mais aussi des réactifs utilisés pour la réaction.

 

Il y a 19 heures, Phagocytose a dit :

mélange racémique c'est comme tu l'as dit 50% R et 50% S mais ça revient à RR=SS ou RS=SR ?

quand je dis 50% de R/S, je ne considère que la stéréoisomérie d'un seul carbone asymétrique. RR/SS et RS/SR viendrai à prendre en compte deux carbones différents, mais oui, on obtiendrais une proportion équivalente selon différents facteurs. 

Posted
Il y a 4 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

faut faire attention à ne pas trop vite faire de généralité

C'est ça mon problème, j'avais fait trop de généralités et je me rends compte que ça marche absolument pas à tous les coups ! C'est plus complexe que je pensais ! 

 

C'est beaucoup plus clair maintenant ! (va falloir que je m'entraine +++ !) 

 

Le 09/03/2021 à 18:45, Aspirateur_Tyron a dit :

Les composés sont dits: "compensés" en terme d'activité lorsque dans un mélange on retrouve la même proportion moléculaire de R et S

Juste une petite dernière question 😅 Un mélange racémique répond donc par définition à un composé compensé ? 

Posted
Le 12/03/2021 à 23:56, Phagocytose a dit :

Juste une petite dernière question 😅 Un mélange racémique répond donc par définition à un composé compensé ? 

Si j'ai mis "compensé" entre des guillemets, c'est parce que je ne suis pas sûr du terme, si il est approprié ou non, mais je me suis dis que ça serait plus approprié dans un terme d'apprentissage de dire qu'un mélange racémique correspond au mélange de deux substances équivalente en terme de substituant ayant des activités optiques opposé: soit des stéréoisomères (donc R ET S dans un seul mélange, et non pas un seul composé qui se compense tout seul) ! 

Posted
Il y a 8 heures, Aspirateur_Tyron a dit :

mais je me suis dis que ça serait plus approprié dans un terme d'apprentissage de dire qu'un mélange racémique correspond au mélange de deux substances équivalente en terme de substituant ayant des activités optiques opposé: soit des stéréoisomères (donc R ET S dans un seul mélange, et non pas un seul composé qui se compense tout seul) ! 

Ok ok ! 

Merci beaucoup pour tes réponses ! 😇

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