PROBLÈMES
349
2.a. Le plus simple d’entre eux est le glycéraldéhyde HOCH 2 -CHOH-CHO. Représenter dans l’espace l’isomère du glycéraldéhyde où le carbone 2 est de descripteur
stéréochimique (R), en expliquant clairement les règles utilisées.
2.b. Les hexoses ont pour formule générale HOCH 2 -CHOH-CHOH-CHOH-CHOHCHO. Combien de carbones asymétriques cette structure contient-elle ? En déduire
le nombre de stéréoisomères de configuration correspondant à cette formule.
2.c. Parmi ceux-ci, le « D-glucose » est celui où les carbones asymétriques ont les descripteurs suivants : C2(R), C3(S), C4(R), C5(R). Sachant que le « L-glucose » est
l’énantiomère du D-glucose, donner les descripteurs stéréochimiques du L-glucose.
2.d. Le « D-mannose » est tel que C2(S), C3(S), C4(R), C5(R). Quelle est la relation
de stéréoisomérie entre le D-glucose et le D-mannose ?
3. Étude cinétique de la mutarotation du glucose.
O
CH 2 OH
OH
OH
HO
HO
O
CH 2 OH
OH
HO
HO
OH
α-D-glucopyranose
β-D-glucopyranose
k 1
k −1
1
2
3
4
5
À la suite d’une réaction interne entre la fonction aldéhyde et une des fonctions alcool, le D-glucose se cyclise et n’existe en fait que sous les deux formes ci-dessus,
formes que l’on peut séparer à l’état solide, mais qui, en solution aqueuse sont en
équilibre. Les cycles ont la même géométrie que le cyclohexane, un sommet étant
occupé par un atome d’oxygène.
3.a. Combien de carbones asymétriques possède chacun de ces cycles ?
Donner, en le justifiant, le descripteur stéréochimique du carbone 1 dans l’α-Dglucopyranose, puis dans le β -D-glucopyranose.
Les autres carbones asymétriques ont-ils la même configuration dans l’un et l’autre
cycle ? En déduire la relation de stéréoisomérie entre l’α-D-glucopyranose et le
β -D-glucopyranose.
On veut étudier la cinétique de cette réaction en solution aqueuse diluée. Pour cela,
on dissout une quantité de matière n d’α-D-glucopyranose solide dans un volume
V de solvant. On note c la concentration initiale en α-D-glucopyranose, ξ l’avancement de la réaction, et on pose x = ξ /V l’avancement volumique.
3.b. La réaction étant catalysée par les ions hydrogène H + , on doit maintenir le milieu
réactionnel à pH constant pendant la durée de l’expérience. Comment appelle-t-on
un mélange qui réalise cette propriété ? Comment peut-on préparer un tel mélange ?
3.c. On veut fixer rigoureusement le pH à 7,0. Si on dispose des dérivés solides de
l’acide phosphorique : phosphate de sodium Na 3 PO 4 , hydrogénophosphate de sodium Na 2 HPO 4 et dihydrogénophosphate de sodium NaH 2 PO 4 , le(s)quel(s) d’entre
eux, et en quelle(s) proportion(s), doit-on dissoudre dans un litre d’eau pour obtenir
349
2.a. Le plus simple d’entre eux est le glycéraldéhyde HOCH 2 -CHOH-CHO. Représenter dans l’espace l’isomère du glycéraldéhyde où le carbone 2 est de descripteur
stéréochimique (R), en expliquant clairement les règles utilisées.
2.b. Les hexoses ont pour formule générale HOCH 2 -CHOH-CHOH-CHOH-CHOHCHO. Combien de carbones asymétriques cette structure contient-elle ? En déduire
le nombre de stéréoisomères de configuration correspondant à cette formule.
2.c. Parmi ceux-ci, le « D-glucose » est celui où les carbones asymétriques ont les descripteurs suivants : C2(R), C3(S), C4(R), C5(R). Sachant que le « L-glucose » est
l’énantiomère du D-glucose, donner les descripteurs stéréochimiques du L-glucose.
2.d. Le « D-mannose » est tel que C2(S), C3(S), C4(R), C5(R). Quelle est la relation
de stéréoisomérie entre le D-glucose et le D-mannose ?
3. Étude cinétique de la mutarotation du glucose.
O
CH 2 OH
OH
OH
HO
HO
O
CH 2 OH
OH
HO
HO
OH
α-D-glucopyranose
β-D-glucopyranose
k 1
k −1
1
2
3
4
5
À la suite d’une réaction interne entre la fonction aldéhyde et une des fonctions alcool, le D-glucose se cyclise et n’existe en fait que sous les deux formes ci-dessus,
formes que l’on peut séparer à l’état solide, mais qui, en solution aqueuse sont en
équilibre. Les cycles ont la même géométrie que le cyclohexane, un sommet étant
occupé par un atome d’oxygène.
3.a. Combien de carbones asymétriques possède chacun de ces cycles ?
Donner, en le justifiant, le descripteur stéréochimique du carbone 1 dans l’α-Dglucopyranose, puis dans le β -D-glucopyranose.
Les autres carbones asymétriques ont-ils la même configuration dans l’un et l’autre
cycle ? En déduire la relation de stéréoisomérie entre l’α-D-glucopyranose et le
β -D-glucopyranose.
On veut étudier la cinétique de cette réaction en solution aqueuse diluée. Pour cela,
on dissout une quantité de matière n d’α-D-glucopyranose solide dans un volume
V de solvant. On note c la concentration initiale en α-D-glucopyranose, ξ l’avancement de la réaction, et on pose x = ξ /V l’avancement volumique.
3.b. La réaction étant catalysée par les ions hydrogène H + , on doit maintenir le milieu
réactionnel à pH constant pendant la durée de l’expérience. Comment appelle-t-on
un mélange qui réalise cette propriété ? Comment peut-on préparer un tel mélange ?
3.c. On veut fixer rigoureusement le pH à 7,0. Si on dispose des dérivés solides de
l’acide phosphorique : phosphate de sodium Na 3 PO 4 , hydrogénophosphate de sodium Na 2 HPO 4 et dihydrogénophosphate de sodium NaH 2 PO 4 , le(s)quel(s) d’entre
eux, et en quelle(s) proportion(s), doit-on dissoudre dans un litre d’eau pour obtenir