Une Introduction à la Nomenclature Organique

Hydrocarbures insaturés linéaires I .

Introduction Générale

Les hydrocarbures insaturés linéaires possédent une double ou une triple liaison C,C. Dans chacun des cas , le groupe est appelé en changeant la lettre a dans le suffixe ane en è pour la double liaison et en y pour la triple liaison.

La structure et le nom des composés à 2 carbones ou 3 C et l 'alcane correspondant sont donnés dans le tableau ci-dessous :

Structure	Nom IUPAC	Nom de la famille	Modèle
	éthane	alcane
	éthène	alcène
	éthyne	alcyne
	propane	alcane
	propène	alcène
	propyne	alcyne

B. La Famille des Alcènes.

La terminaison -ène est donnée à la fonction double liaison C,C . Comme pour la triple liaison , la double liaison peut se trouver n 'importe où dans la chaîne carbonée; elle demande donc un indice de position pour l 'identifier. Etudier les exemples suivants de la famille des alcènes avec leurs noms et leurs modèles moléculaires :

Structure	Nom IUPAC	Modèle
	éthène
	propène
	but-1-ène
	méthylpropène
	pent-1-ène
	hex-1-ène
	2-méthylpent-2-ène
	2,3-diméthylbut-2-ène
	cyclopentène
	cyclohexène

Noter que l 'indice de position de la double liaison est celui du premier atome de carbone de la liaison, exactement comme pour la triple liaison .

Exemple : pour l ' hex-1-ène , la double liaison est entre les carbones numérotés 1 et 2 de la chaîne, seul le premier est nommé pour définir la position du double lien .
La chaîne principale doit obligatoirement être la plus longue qui contient la double liaison .C 'est elle qui détermine la racine du nom .

Noter aussi que la chaîne est numérotée de façon à donner l 'ensemble d 'indices le plus bas pour les doubles liaisons .

Stéréoisomèrie de la famille des Alcènes

La géométrie , et la nature de la double liaison conduit à la possibilité de stéréoisomères ce qui n 'est pas possible avec la structure linéaire de la triple liaison .

La géométrie de chacun des atomes de carbone de la liaison C = C est trigonal plane .

L ' énergie nécessaire pour rompre la liaison C = C est considérable ( 250 kJ.mol-1 ) . A la température ordinaire , l 'agitation thermique est insuffisante pour permettre la rotation autour de l 'axe C=C .
Vous pouvez observer la structure plane et rigide grâce au modèle de la molécule d' éthène, CH₂=CH₂, où les six atomes de la molécule sont dans le même plan .

Des stéréoisomères sont des composés qui ont :

la même formule brute
les mêmes liaisons
mais une orientation spatiale des atomes différente. L 'isomérie cis/trans signalée pour les composés cycliques est un exemple de stéréoisomérie.

Dans la famille des alcénes, la stéréoisomèrie apparaît à partir de quatre atomes de carbone dans la molécule. Il existe quatre isomères du butène :

Structure	Nom IUPAC	Modèle
	but-1-ène
	trans-but-2-ène
	cis-but-2-ène
	méthylpropène

Une vue des deux cis- et trans-but-2-ène . Noter que la différence entre les deux molécules est l 'orientation spatiale des deux groupements méthyles liés à la double liaison . Passer de l 'un à l' autre nécessite la rupture d' une liaisons . Dans la nomenclature , trans indique de part et d' autre et cis indique du même coté.

Ce type de stéréoisomèrie dépend de la présence de deux groupes différents sur chaque atome de carbone de la double liaison :

Structure	Nom IUPAC	Modèle
	cis-hex-3-ène
	trans-hex-3-ène
	cis-3-méthylhex-3-ène
	trans-3-méthylhex-3-ène
	cis-2,6-diméthylhept-3-ène

La Nomenclature E - Z des Alcènes

De nombreux composés peuvent être nommés en utilisant les dénominations cis/trans , cependant il y a des composés qui ne peuvent pas être distingués. Prenons par exemple les deux isomères du 1-bromo-1-chloroprop-1-ene. Quel halogène , brome ou chlore est en position trans du groupement methyle, et quel est celui qui est en position cis?

Pour lever cette difficulté, le système IUPAC introduit une approche différente de la nomenclature des alcènes,. Pour définir les configurations Z ou E il faut définir les groupements prioritaires sur chaque carbone de la double liaison . Il faut donc définir un certain nombre de règles arbitraire pour définir ces priorités .

Règles pour E or Z.

1. Les deux atomes de carbone de la double liaison sont à considérer séparément .
2. Les deux groupes portés par chaque atome doublement lié sont classés par ordre de priorité décroissante (à noter que les deux groupes doivent être différents pour que la stéréoisomèrie existe .)
3. La désignation E (entgegen) est donnée au stéréoisomère dans lequel les deux groupes prioritaires sont de part et d'autre de la double liaison .
4. La désignation Z (zusammen) est donnée au stéréoisomère dans lequel les deux groupes prioritaires sont d' un même coté de la double liaison .

Il est nécessaire de définir des règles de priorité , règles dues aux trois chimistes Cahn-Ingold-Prelog :

Les règles séquentielles de Cahn-Ingold-Prelog .

1. Le classement des groupes est fait atome par atome en commencant par l 'atome portant le site de la stéréoisomèrie ( atome principal ) , dans notre cas les atomes de carbone de la double liaison .
2. Les groupes ou atomes portés par l 'atome central sont classés par ordre de numéro atomique décroissant de l 'atome directement lié à l 'atome central . Cet ordre est adopté comme ordre de priorité décroissante .
   I > Br > Cl > F > O > N > C > H.
3. Si les atomes comparés ont même numéro atomique , mais différent par leurs nombres de masse ( ce sont des isotopes) alors la priorité revient à celui qui a le nombre de masse le plus grand .
   Exemple : ³H > ²H > ¹H
4. Deux groupes peuvent être liés à l 'atome central par un même atome , auquel cas ils ont la même priorité .
   • On établit alors , pour chaque groupe , la liste , dans l 'ordre des numéros atomiques décroissants , des atomes liés à l' atome du groupe qui est lié à l' atome central , atome central exclus .
   • On compare alors les atomes de priorité la plus grande dans chaque liste
   • Celui qui a la priorité la plus élevée donne la priorité la plus élevée à son groupe .
   • Si les atomes les plus prioritaires de chaque liste sont identiques , on compare les suivants et ainsi de suite jusqu' à ce que l 'on obtienne un résultat .
   
   Priorité Décroissante : BrCH₂-, FCH₂-, HOCH₂-, CH₃CH₂-, CH₃-.
5. Pour les liaisons multiples, on considère qu 'elle équivaut à plusieurs liaisons simples entre les deux atomes .
   

Noter:

• Pour nommer les stéréoisomères des alcènes ont utilise la nomenclature E/Z .
• Cis/trans est utilisé exclusivement pour les stéréoisomères des groupements cycliques .

Exemples d' appelation de stéréoisomères des alcènes :

	Structure	Nom IUPAC	Modèle
1		(E)-but-2-ène
2		(Z)-but-2-ène
3		(E)-1-bromo-1-chloroprop-1-ène
4		(Z)-1-bromo-1-chloroprop-1-ène
5		(z)-1-bromo-2-méthylbut-2-ène
6		(E)-12-bromo-6-hexyl-5-propyldodéc-5-ène
7		(E)-1-deuteropent-1-ène
8		(E)-1-bromo-1-chloroprop-1-ène

Notes:

1. Les exemples 1 et 2 montrent l 'utilisation de la nomenclature E/Z alors que la dénomination cis/trans pourrait etre utilisée. Ne pas mélanger les deux systèmes.
2. Les exemples 5 et 6 montrent comment employer les règles de priorité .
3. L 'exemple 6 illustre comment positionner la double liaison dans la chaîne principale .
4. L 'exemple 7 montre que les règles précédentes s 'appliquent aux isotopes.
5. L 'exemple 8 montre que la liaison C=C l 'emporte sur la liaison C-C.
6. L 'exemple 8 aussi illustre l 'utilisation des préfixes di, tri, etc, quand il y a plusieurs doubles liaisons , et l ' appellation des stéréoisomères .

Questions.

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