Nomenclature R/S
Les carbones asymériques sont responsables de la diversité des oses.
Le nombre de carbones asymétriques augmente avec la longueur du squelette carboné. Chaque carbone asymétrique pouvant exister sous deux états structuraux distincts (deux configurations absolues), le nombre n des structures moléculaires possibles avec x carbones asymétriques suit une progression géométrique telle que:
n = 2x
Ces structures moléculaires sont appelées stéréoisomères.
Il y a toujours une différence entre aldoses et cétoses concernant le nombre de carbones asymétriques. Pour une même longueur de squelette carboné, les cétoses ont toujours un carbone asymétrique de moins que les aldoses. Pour un même nombre de carbones, il y aura donc toujours moitié (21) moins de cétoses isomères que d'aldoses isomères.
Les carbones asymétriques sont à l'origine de la grande diversité des monosaccharides. Pour s'y retrouver dans cette diversité, il est nécessaire de définir des règles d'isomérie, fondées sur la description et la comparaison des carbones asymétriques. L'ensemble de ces règles permet d'établir la nomenclature des monosaccharides. Une des bases de cette nomenclature est l'étude des configurations R ou S des carbones constitutifs des oses.
Rappel : La convention de Cahn, Ingold et Prelog
La convention de Cahn, Ingold et Prelog décrit la configuration absolue d'un carbone asymétrique.
La convention de Cahn, Ingold et Prelog (1956) permet de reconnaître et de décrire la configuration absolue d'un carbone asymétrique. Elle est très largement utilisée par les chimistes organiciens. Cette règle repose sur l'attribution de priorités liées au numéro atomique et/ou à la structure des atomes liés au carbone asymétrique.
La molécule est ensuite orientée de telle sorte que le substituant qui a la plus faible priorité (généralement H) se trouve caché derrière le carbone asymétrique, à l'opposé de l'observateur. Il suffit alors de décrire un cercle passant par les trois substituants visibles, dans l'ordre décroissant des priorités. Si, ce faisant, le cercle tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, on dit que la configuration absolue est R (du latin rectus = la main droite). Si au contraire on tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la configuration est dite S (du latin sinister = la main gauche).
Convention de Cahn,Ingold et Prelog
Dans une molécule de glycéraldéhyde, l'oxygène de l'alcool secondaire (O z = 8) est prioritaire sur les carbones 1 et 3 (C z = 6) et sur l'hydrogène de l'alcool (H z = 1). Ensuite, les carbones 1 et 3 sont départagés par leur état d'hybridation: le carbone 1 sp2 est prioritaire sur le carbone 3 sp3. L'ordre décroissant des priorités sur C2 est donc O>C1>C3>H.
Dans cet exemple, la configuration absolue est R (rotation dans le sens horaire O > Csp2 > Csp3).
La configuration absolue, R ou S, de chacun des carbones asymétriques est déterminée selon la convention de Cahn, Ingold et Prelog. Un nom est donné à la molécule, tenant compte du nombre de carbones du squelette.
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Complément :
La configuration absolue de chacun des carbones asymétriques est déterminée, et un nom est donné à la molécule, tenant compte de ces configurations et du nombre de carbones du squelette.
La molécule présentée est le 2R,3R-tétrose.
Dans cette nomenclature, le D-(+)-glycéraldéhyde est le 2R-triose, et le L-(-)-glycéraldéhyde est le 2S-triose. Le D-(+)-glucose est le 2R,3S,4R,5R -hexose .
La nomenclature R/S est très précise mais peu parlante, surtout lorsqu'on en arrive à un nombre élevé de carbones. C'est pourquoi elle est assez peu utilisée en biochimie.