CYCLANES & CYCLÈNES
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Généralités
Définition et nomenclature
Le domaine des cyclanes rassemble, en principe, les composés hydrocarbonés cycliques ne comportant que des liaisons simples C − C dans le cycle, et celui des cyclènes les mêmes composés, mais comportant une double liaison C=C dans le cycle. Les cyclanes et les cyclènes simples sont nommés d'après le nombre de carbones de leur cycle, le nom de l'alcane ou de l'alcène correspondant étant précédé du préfixe cyclo- ; les substituants éventuels sont numérotés de façon telle que la somme de ces numéros soit la plus basse possible ; ainsi les p-menthanes (1 et 2) sont des méthyl-1 isopropyl-4 cyclohexanes ; dans les cyclènes, les numéros 1 et 2 sont ceux des carbones de la double liaison. Par extension, on considère aussi comme des cyclènes les composés tels que le méthylènecyclopropane (3), n'ayant qu'un carbone doublement lié faisant partie du cycle, ou le limonène (4) qui comporte deux doubles liaisons, dont une seule fait partie du cycle.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Les hydrocarbures polycycliques sont aussi considérés comme des cyclanes s'ils sont saturés et comme des cyclènes s'ils comportent une double liaison. Leur nomenclature est souvent complexe, d'autant que nombre d'entre eux sont des produits naturels ou dérivent de produits naturels, qui souvent ont conservé des noms vulgaires. Dans la molécule, deux cycles peuvent avoir deux ou plusieurs carbones communs, comme dans les décalines (5 et 6), ou un seul, comme le spirohexane (7) qui est un spirane ; l'hydrocarbure tétracyclique (8), le cholestane, constitue le squelette carboné de base de nombreux stéroïdes. L'α-pinène (9), le camphène (10) et le cédrène (11) sont des exemples de cyclènes polycycliques.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Stéréo-isomérie et structure
On rencontre dans ces composés tous les types d'isomérie : l'isomérie cyclanique chez les cyclanes simples au moins disubstitués, par exemple les cis et trans-p-menthanes (1 et 2), ou chez les composés bicycliques, telle la décaline qui est connue sous deux formes cis (5) et trans (6) ; l'isomérie éthylénique chez les cyclènes dont le cycle comporte au moins huit carbones, la possibilité apparaissant alors d'une géométrie trans pour la double liaison ; l'isomérie optique chez tous ceux qui comportent au moins un carbone asymétrique, comme le limonène (4) qui est connu sous ses formes droite et gauche.
La stéréochimie précise de tous ces composés constitue un énorme problème, par suite du nombre souvent très grand d'isomères possibles qu'il faut envisager quand on étudie la structure ou quand on fait la synthèse de telles substances. Pour les différencier dans l'écriture, on utilise divers symbolismes, par exemple des liaisons grasses et en pointillés – cas des p-menthanes (1 et 2) –, ou l'on précise par ces mêmes liaisons la géométrie des hydrogènes liés aux carbones de jonction – cas des décalines cis (5) et trans (6) –, donc la géométrie de ces jonctions.
Les molécules des composés polycycliques sont toutes plus ou moins rigides ; il n'en va pas de même pour les molécules des composés monocycliques, presque toutes flexibles et qui peuvent en principe adopter diverses conformations dont l'une est favorisée ; par exemple, la forme « chaise », à isopropyle et méthyle équatoriaux (2′) pour le trans-p-menthane (2) ; la même « chaise » mais à méthyle axial (1′) pour l'isomère cis (1). On peut dire que, mis à part le cyclopropane et le cyclopropène qui sont nécessairement plans, tous les autres cyclanes et cyclènes du tableau adoptent une conformation privilégiée non plane.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Écrit par :
- Jean-Marie CONIA : Professeur à la faculté des sciences de Caen
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Autres références
« CYCLANES & CYCLÈNES » est également traité dans :
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Pour citer l’article
Jean-Marie CONIA, « CYCLANES & CYCLÈNES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 janvier 2023. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/cyclanes-et-cyclenes/