coplanaire, plane

[Glazun]

(Re)bonsoir,

Encore une superbe question de ma part...

Deux questions mises côte à côte me posent problème.
Dans la molécule suivante, on me demandait si

- les atomes C et N du bicycle sont dans le même plan
- le bicycle est un composé aromatique

La première est validée, la deuxième non. Or le critère d'invalidité de la deuxième est la géo sp3 du carbone (en bas à droite, à côté de NH), je suppose car DNL pas déloc.
Donc, étant donné que tous les autres sont sp2, pourquoi la première a été validée ?

Y a-t-il une différence de critère entre la recherche de la géométrie pour établir ou non l'aromaticité d'un cycle (cf Hückel : la molécule doit être plane) et pour établir si deux atomes sont dans le même plan ?

Je dois dire que je suis perdu;

Encore merci d'avance...
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[Cytosporone]

Hello,

Question très intéréssante que tu poses et qui peut perturber plus d'un chimiste en effet,

J'ai passé la molécule que tu nous présentes dans Chemdraw et à l'aide de la visualisation 3D on observe que le bicycle est bien plan car fusionné (même si on est pas totalement plan on a un petit angle au niveau du C sp3 mais la contrainte en alpha de l'imine rend la liaison peu flexible),


chemdrawaromatique.png



Ensuite dans la visualisation on voit le nuage électronique délocalisé avec la forme de Kékulé et celle-ci ne s'étend pas au deuxième cycle,

Tu peux donc dire que la molécule est aromatique dans la limite du premier cycle, ce qui rend la chose particulièrement difficile c'est la présence d'hétéroatome type azote ou oxygène qui peuvent (ou non) délocaliser leur doublet non-liant (cela pour des raisons thermodynamiques de stabilités aromatique, en effet si le DNL se délocalise alors qu'on brise la règle de Huckel des 4n + 2 electron pi, on a un état moins stable que si on ne le délocalise pas ---> cf. l'exemple type de la pyridine!)


chemdrawaromatiquebicycle.png



Ici ta molécule n'a pas de système conjugué pouvant se délocaliser dans l'intégralité du bicycle (et oui sur un carbone sp3 on peut pas faire grand chose niveaux électrons pi !)

Remarque : toutefois attention à certaines formes tautomères qui pourraient s'appliquer (où tu peux observer une prototropie, c'est-à-dire le déplacement d'un hydrogène vers un autre atome de la molécule pour donner une seconde fonctione imine et là tu aurais bien un composé aromatique bicyclique, je ne sais pas si c'est le cas ici en particulier)


En conclusion il vaut mieux trouver si la molécule est plane puis vérifier le système conjugué des électrons pi (4n + 2),

Bien à toi,

[Glazun]

Merci beaucoup pour votre temps ! Je comprends mieux pour l'aromaticité.

Mais d'un point de vue purement pratique, papier et crayon en main, comment pourrais-je déduire du 2e cycle le caractère coplanaire de ses éléments ?
En y réfléchissant je me rends compte que la seule explication quant à l'inclusion du carbone dans le cycle est la géométrie de son "voisin" N, qui le porterait sur sa structure trigonale. Mais dans ce cas-là, pourquoi est-ce que la géométrie de l'azote prévaudrait sur celle du carbone ?
Le carbone ne pourrait-il pas lui même porter l'azote sur sa propre géo. tétraédrique ? Y a-t-il un rapport au nombre d'e- de Valence ? eV (N) > eV (C) donc N impose sa structure géométrique ?

Voilà, merci d'avance et merci encore pour votre temps

[Cytosporone]

Hello,

Avec plaisir pour la réponse apportée,

Oui je pense qu'il y a un lien entre les électrons de valence et la géomètrie, si tu en reviens aux bases lors des formulations des systèmes dits AXE le nombre de liaisons covalentes ainsi que les potentiels doublets non liants influent sur la géomètrie prise dans l'espace par l'atome concerné,

Concernant le caractère coplanaire je pense qu'il y a une grande influence de la part des carbone hybridés sp2 puisque ceux-ci tiennent "en tenaille" à la fois un azote sp3 et un carbone sp3, ils imposent donc tout deux un plan à leur voisin le plus proche et par conséquent on se retrouve coplanaire (c'est un peu une forme de logique mathématique, si A rend B coplanaire et C rend D coplanaire, sachant A et C dans le même plan (fusion du cycle premier) alors B et D seront coplanaires)

C'est un jeu d'angle dont les carbones sp2 sont responsable au final plus que de l'azote,

Bien à toi,

[A voir en vidéo sur Futura]