Détermination des configurations R et S des projections de Newman
Comment déterminer les configurations R et S sur les projections de Newman ? La clé est de pouvoir convertir rapidement les projections de Newman en diagrammes linéaires, puis d’utiliser les règles familières de CIP pour déterminer R/S sur les diagrammes linéaires.
Alors comment convertir les projections de Newman en diagrammes linéaires ? C’est ce que nous allons aborder dans cet article.
Table des matières
- Déterminer (R) et (S) sur les projections de Newman : Une bonne chose à savoir pour un examen de stéréochimie
- La plupart des gens sont en fait OK pour visualiser des choses familières en 3-D. Le problème pour les débutants en chimie organique est que les molécules ne sont pas familières
- Les chats sont familiers. Alors dessinons la « Projection Newman » d’un chat
- La Projection Newman : Conformations éclipsées et décalées
- Les conformations éclipsées et décalées sont interconverties par une rotation de 60° le long de la liaison centrale C-C
- Comment convertir une projection de Newman en diagramme linéaire
- A Cheat Sheet pour passer d’une projection de Newman à un diagramme linéaire : Il n’y a que 4 modèles à considérer
- Déterminer la configuration R et S sur les projections de Newman : Exemple #1
- Détermination de la configuration R et S sur les projections de Newman : Exemple #2
- Détermination de la configuration R et S sur un Newman avec une formation éclipsée : Exemple #3.
- Conclusion : Détermination des configurations R et S dans les projections de Newman
1. Détermination de (R) et (S) Sur les Projections de Newman
Dans deux posts récents, nous avons discuté de la façon d’utiliser les règles de Cahn-Ingold-Prelog (CIP) pour attribuer (R/S) aux configurations des carbones chiraux dans une variété de situations, à la fois simples et plus complexes.
Jusqu’à présent, toutes les questions vous ont demandé d’attribuer (R/S) sur des molécules dessinées sous forme de diagrammes de lignes de liaison, comme la molécule représentée en bas à gauche.
C’est très bien. Mais de temps en temps – comme lors d’un examen, par exemple, hint hint – vous pouvez vous retrouver lancé dans une boucle. Par exemple, comment déterminer R/S lorsque la molécule est dessinée comme un Newman ? (en bas à droite)
L’astuce consiste à convertir la projection de Newman en diagramme de ligne de liaison, puis à attribuer R/S.
Ce post explique comment faire.
Ce post a été coécrit avec Matt Pierce de Organic Chemistry Solutions. Demandez à Matt de programmer une session de tutorat en ligne ici.
2. La plupart des gens sont en fait assez bons pour visualiser des choses familières en 3-D. Le problème pour les personnes qui commencent la chimie organique est que les molécules ne sont pas familières
Une chose commune que j’entends de la part des étudiants sur la raison pour laquelle la chimie organique est difficile est qu’ils disent qu’ils ont » du mal à visualiser les choses en 3D « .
En fait, je ne pense pas que ce soit vrai.
Je pense que la plupart des gens visualisent bien les choses en 3D.
Le problème est que la visualisation des molécules n’est pas familière.
Compte tenu de cette hypothèse, prenons quelque chose qui nous est familier et faisons quelques exercices de visualisation.
Voici la photo d’un chat des rues de Jérusalem affamé.
Pouvez-vous visualiser à quoi il ressemblerait de côté ?
Presque certainement, parce que vous êtes très familier avec l’aspect des chats sous la plupart des angles.
Si vous deviez faire un dessin (les figures en bâton conviennent), il ressemblerait probablement à quelque chose comme ceci :
Notez que nous avons pris quelques libertés. Les pattes qui nous font face sont dessinées comme des coins et celles qui pointent vers l’extérieur sont des tirets.
3. La « projection de Newman » d’un chat
Maintenant, faisons le même genre d’exercice, mais en sens inverse.
Prenons que la figure en bâton que nous venons de dessiner et essayons d’imaginer à quoi elle ressemblerait de face (c’est-à-dire regarder de gauche) et de dos (regarder de droite).
Pour des raisons qui deviendront bientôt évidentes, nous allons ajouter un peu de détail : donnons au chat des « chaussettes » colorées (orange et bleu).
Parce que vous avez probablement un très bon modèle mental 3D d’un chat, vous ne devriez pas avoir trouvé l’exercice trop difficile.
Avec un peu de chance, vous avez obtenu quelque chose comme ceci, ci-dessous. Pour simplifier, j’ai omis de dessiner les yeux
Le cercle représente le corps du chat, puisque les hanches avant et arrière se bloquent l’une l’autre.
Peut-être avez-vous remarqué cette correspondance utile:
- Lorsque nous avons regardé le chat depuis la gauche (c’est à dire la vue de face), les groupes sur l’avant et l’arrière se bloquent l’un l’autre.c’est-à-dire vue de face) les groupes sur les coins (orange) se sont retrouvés sur le côté droit.
- Lorsque nous avons regardé le chat de la droite (c’est-à-dire vue de dos) les groupes sur les coins (orange) se sont retrouvés sur le côté gauche
4. La projection de Newman : Conformations éclipsées et décalées
Bien sûr, tout ceci n’a été qu’une façon détournée de revoir la projection de Newman, ainsi qu’un exercice pour essayer de vous aider à réaliser que vous êtes meilleur pour visualiser les molécules en 3-D que vous ne le pensiez auparavant.
Cela aide que les chats se cartographient assez bien sur les molécules !
Rappellez-vous que les projections de Newman sont un moyen pratique de montrer les conformations dans les molécules. Par exemple, le chat que nous venons de dessiner était dans la conformation « éclipsée », où la tête et la queue s’alignent l’une sur l’autre comme les aiguilles des heures et des minutes d’une horloge qui sonne minuit. Les pattes avant et arrière sont également alignées.
L’autre conformation significative à noter est la conformation « décalée », où les trois groupes avant sont décalés de 60 degrés par rapport aux trois groupes arrière.
5. Les conformations éclipsées et décalées sont interconverties par une rotation de 60° le long de la liaison centrale C-C
Dans l’exemple ci-dessous, nous allons faire tourner le carbone arrière de 60 degrés dans le sens des aiguilles d’une montre (CW) par rapport au carbone avant, le long de la liaison centrale carbone-carbone. Une fois cela fait, notez comment les hydrogènes verts se sont déplacés de 12h00 à 2h00, de 4h00 à 6h00 et de 8h00 à 10h00 respectivement.
Lorsque nous regardons cette molécule « décalée » de côté, nous obtenons un diagramme de lignes de liaison où les liaisons dans le plan de la page ont une configuration en zigzag (en bas à droite).
Si nous regardons ce diagramme de lignes de liaison « décalé » depuis la gauche, nous obtenons le Newman « décalé », dessiné en haut à droite.
6. Comment convertir une projection de Newman en un diagramme de lignes
Alors, comment convertir un diagramme de Newman en un diagramme de lignes de liaison ? Cette section va parcourir toutes les étapes.
La première chose à reconnaître est que dans les diagrammes de lignes de liaison, il n’y a que 4 motifs possibles que les liaisons dans le plan de la page vont suivre.
Il y a deux formes possibles en « zig-zag », correspondant à la conformation « décalée », et il y a aussi deux formes possibles en « C » correspondant à la conformation « éclipsée ». .
Si l’on regarde depuis la gauche sur chacun de ces 4 motifs de diagrammes linéaires, on peut voir que chacun génère un motif de projection de Newman différent.
Il existe 4 motifs de projection de Newman :
- avant en bas/arrière en haut,
- avant en haut/arrière en bas,
- avant en haut/arrière en haut,
- et avant en bas/arrière en bas.
Maintenant que nous avons vu comment les motifs fonctionnent dans le sens de la marche, appliquons maintenant ces motifs dans le sens inverse.
7. Une antisèche pour passer d’un Newman à un diagramme linéaire : Il n’y a que 4 modèles à considérer
En utilisant ces modèles, nous pouvons prendre n’importe quelle projection de Newman et travailler en arrière pour obtenir le modèle de ligne de liaison correspondant, puis dessiner les tirets et les coins.
Voici les 4 modèles de projection de Newman, convertis en diagrammes de lignes. (A droite, vous verrez à quoi cela ressemble lorsqu’il est incliné de 30°). 
Une chose importante à noter. Comme nous l’avons vu avec le chat, lorsque nous regardons du côté gauche de la molécule :
- tous les groupes à droite (R) deviennent des coins, et
- tous les groupes à gauche (L) deviennent des tirets
Si vous suivez le schéma consistant à regarder la molécule du point de vue de la gauche, alors tout ce dont vous devez vous souvenir est de dessiner les coins du côté droit du diagramme de Newman.
8. Détermination de la configuration R et S sur les projections de Newman : Exemple #1
Appliquons ceci à quelques exemples spécifiques.
D’abord, assignons R/S à un Newman dessiné dans une conformation décalée avec un seul stéréocentre.
Celui-ci est dessiné en (avant en haut, arrière en bas), nous utiliserons donc le modèle n°2 du dessus.
Dans cet exemple, nous avons dessiné le modèle décalé (avant en haut, arrière en bas), puis nous avons rempli les liaisons. Notez que les groupes à droite du Newman (Br et CH3) sont devenus attachés à des coins dans le diagramme linéaire.
Vous devriez obtenir (R) comme configuration.
9. Détermination de la configuration R et S sur les projections de Newman : Exemple #2
Puis, revenons à notre exemple initial (2-bromo-3,4-diméthyl pentane).
Il est également dessiné dans la conformation décalée (avant en bas, arrière en haut). Nous utiliserons donc ici le modèle n°1.
En utilisant la même méthode, vous devriez obtenir (R) pour le stéréocentre contenant Br et (S) pour le stéréocentre sur le carbone #3. Pour plus de détails sur la façon de procéder, voici l’image.
10. Détermination de R et S sur un Newman avec une conformation éclipsée : Exemple #3.
Que faire si la molécule est dans une conformation éclipsée ? Essayez celui-ci.
Cela suit le modèle (avant en bas, arrière en bas), donc suivez le modèle #4
Vous devriez obtenir (3R, 4R). Pour voir les détails de cette méthode, cliquez ici.
Conclusion : Détermination des configurations R et S dans les projections de Newman
Si vous pouvez visualiser ce à quoi ressemblerait un chat de face et de côté, alors vous devriez être capable de convertir une projection de Newman en un diagramme linéaire. C’est la première étape de la détermination de R/S sur une projection de Newman.
Savoir qu’il n’y a que quelques modèles rend les choses plus faciles.
Une fois que vous l’aurez fait suffisamment de fois, vous n’aurez même plus besoin des modèles, et vous trouverez peut-être qu’il est plus facile de le faire simplement dans votre tête.