Page 75 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Partie 1 ■ Chimie organique générale

p Le cas de l'azote
Une molécule dans laquelle un atome d'azote porte trois atomes ou groupes d'atomes différents, de
chap.2, géométrie pyramidale, est chirale (pas de plan ni de centre de symétrie). On peut donc en concevoir
.-
§ 2.2.1 deux formes énantiomères (e) et (f):

b
..
N

(e) (f) (f')
Mais, en général, il ne correspond pas à cette situation un cas de stéréoisomérie, car une telle molé-
cule subit continuellement et très rapidement une inversion de configuration qui transforme (e) en
(f'), identique à (f) (la molécule est «retournée » comme peut l'être un parapluie dans un fort vent). Les
deux formes énantiomères sont donc en continuelle interconversion réciproque, elles n'ont pas
d'existence individuelle et ne peuvent pas être isolées.
En revanche, un ion ammonium tétrasubstitué, de la forme (Nabcd)+, de géométrie tétraédrique, pré-
sente exactement la même situation qu'un composé contenant un carbone asymétrique et il en existe
deux énantiomères stables.

3.2.2 L'activité optique

Dans la plupart des circonstances, deux énantiomères manifestent des propriétés identiques, et sont
p indiscernables. Ils ont les mêmes constantes physiques (points de fusion et d'ébullition, masse volu-

mique, indice de réfraction, ...) et les mêmes spectres d'absorption. Ils ont également les mêmes
chap. 6,
§ 6.6.1 caractères chimiques, sauf parfois à l'égard d'une autre molécule chirale. Il existe un seul point sur
lequel deux énantiomères se différencient toujours, et mêmes' opposent : le « pouvoir rotatoire».

Figure 3.1 Le pouvoir rotatoire, ou activité optique.
Dans la lumière polarisée plane, le vecteur champ électrique varie périodiquement en amplitude,
mais en demeurant dans un plan qui possède une orientation constante ; son extrémité décrit une
sinusoïde dans ce plan.
Après la traversée d'un milieu « optiquement actif» (ici une solution d'un composé actif, contenue
dans une cuve), l'orientation de ce plan est modifiée. Il a tourné d'un angle a dont la valeur, dans des
conditions expérimentales données, est une constante physique caractéristique de chaque composé
optiquement actif.

Une substance chirale possède toujours une propriété particulière, que ne possèdent jamais les
substances achirales, appelée activité optique ou encore pouvoir rotatoire : si elle est traversée par
un faisceau de lumière polarisée plane (voir un cours de physique), elle provoque une rotation du plan
de polarisation de cette lumière (fig. 3.1).

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