Université Hassan II-Casablanca Département de chimie Faculté des Sciences -Ain Chock Filière SMC / S5
Casablanca Session 1 2015/2016
Epreuve de Chimie Organique fonctionnelle
Pr M. EL ABBASSI---
I) SYNTHESE DE LA VITAMINE A (13 pts)
La Vitamine A, également appelée rétinol, joue un rôle déterminant dans le mécanisme de la vision.
Sa synthèse est un exemple que Wittig a choisi lors de la conférence qu'il a donnée lorsqu'il a reçu son Prix Nobel en 1979. Les étapes de cette synthèse selon la méthode BASF SE (groupe allemand) sont décrites ci-après :
A) Synthèse de l’ionone à partir du citral.
1) Donner le nom de A en utilisant les règles de la nomenclature systématique.
2) Détailler le mécanisme de la réaction conduisant à la formation de [C]. La protonation de ce dernier conduit à D. Donner la structure de D
3) Expliquer la formation de E par un mécanisme et préciser le nom de ce type de réaction. Préciser le stéréo-isomère le plus stable de E
4) Proposer un mécanisme de cyclisation de E en milieu acide
5) Pourquoi la β-ionone F’ est obtenue majoritairement par rapport à la -ionone F ? B) Synthèse de la vitamine A à partir de la ß-ionone F’
Le réactif G réagit avec F' pour conduire, après hydrolyse, au composé H
CH3
CH2 CH3
C
H3 OH
CH3
HBr
H
CH3 CH3 C
H3 CH3
Br
I
(Ph)3P
J K
NaOH
CH3
O O
CH3 O
H K
L
1) LiAlH4 2) H2O, H+
+
MCH3
CH3 CH3
H
OH
CH3 CH3
N 1 = Rétinol ( vitamine A) 2) Expliquer la formation de I par mécanisme.
3) Le composé I , mis en présence de triphénylphosphine (Ph)3P conduit au sel J. Proposer un mécanisme de formation de J en adoptant une écriture simplifiée.
4) Décrire l’action de NaOH sur J et proposer une structure pour le composé K. A quelle famille de composés appartient le produit K ?
5) K est utilisé comme réactif dans l’étape finale de cette synthèse
5a-
L’action de K sur L conduit à M . Comment nomme-t-on cette réaction ? Ecrire le mécanisme de et donner la structure de M.5b- L’action de LiAlH4 sur M suivie d’hydrolyse conduit à N1 (Retinol). Si on remplace LiALH4 par le DIBAL (Hydrure de diisobutylaluminium) la réaction conduit à N2. L’hydrolyse acide de M conduit à N3. Donner les structures de N2 et N3 sachant que N1, N2 et N3 sont les 3 formes de la vitamines A (les retinoïdes).
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II)
Classer les composés suivants par ordre de réactivité décroissante vis-à-vis des nucléophiles avec justification. (3.5 pts)R O CH3
R O NH2
R O O CH3
R O
A B C D H
III) La réaction de Gabriel est utilisée pour la synthèse des amines primaires . Décrire la réaction avec mécanisme pour la synthèse de 1-phénylethanamine (3.5 pts)
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O
C
H3 CH3 CH3 H
=
R H
O
A
CH2 C
H3 O
H EtO-
CH2 C
H3 O
- EtOH
+
K+
K+ a)
b) R O
H
H2C CH3 O
- CH
R
O- K+
CH3 O
C
EtOH CH
R CH3
OH O
D Simplification d'écriture :
CH
R CH
3OH O
D H
- H
2O R CH
3O
H H
E
Type de réaction : crotonisation Stéreoisomère le plus stable de E (configuration E)
Corrigé (session 1 / 2016 )
A) Synthèse de la vitamine A
1- Nom systématique de A : (2 E )-3,7-diméthylocta-2,6-diénal 2- Mécanisme de formation de C et D :
3- Mécanisme de formation de E
C H3
CH3
CH3
CH3 O
E
H+
C H3
CH3
CH3
CH3 O
H
+
CH3
CH3 CH3
CH3 O H
H
+
Addition Markovnikov
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3 O
CH3 CH3
CH3 O
+
F' F
CH3
CH3 CH3
CH3 O
F'
C H2
MgBr C H3
CH3 CH3
CH3 O- +MgBr
CH2 H3C
CH3 CH3
CH3 OH
CH2 H2O, H+
H G
4- Mécanisme de cyclisation de E en milieu acide
5) F’ est obtenue majoritairement car il s’agit d’un système conjugué
B) Synthèse de la vitamine A à partir de F’
1) G : un organomagnésien CH
2=CH-MgBr
C H3
CH3 CH3
CH3 OH
CH2
H
H-Br
C H3
CH3 CH3
CH3 O+
CH2 H H
C H3
CH3 CH3
C H3
CH2
+
C H3
CH3 CH3
CH3
CH2
+
Br- C
H3
CH3 CH3
CH3
CH2 Br
I
P(Ph)3 CH
R
H
+
, Br- J
Bromure de phosphonium
-OH CH P(Ph)3
R -
+
P(Ph)3 CH
R
K C
H3
CH3 CH3
CH3
CH2 Br
I R
Br CH2 R
(Ph)3P : CH2 P(Ph)3 R
+
= , Br-
J
Bromure de phosphonium
2) Mécanisme de formation de I
3) Structure de J
4) Structure de K
NaOH déprotone J pour conduire à K
K appartient à la famille des ylures
P(Ph)3 R CH
-
+
CH3 O
O
CH3 O H
+
CH3 CH
O
CH3 O H
R
K
L M
R CH (Ph)3P
+
CH3 O
O
CH3 O H
-
R CH (Ph)3P
CH3 HC
O
CH3 O O-
+
CH3 CH
O
CH3 O (Ph)3P O
R CH CH3
CH
O
CH3 CH O
R
+
(Ph)3P=O Mécanisme :M CH3
CH3 CH3
CH3
O CH3 CH3 O
1) LiAlH4 2) H2O
CH3
CH3 CH3
CH3
O H CH3
M
C H3
CH3 CH3
CH3
H CH3 O N1 : Retinol
N2 : Rétinal
M
DIBAL
H2O, H+
CH3
CH3 CH3
C H3
OH CH3 O
N3 : acide rétinoique
5a- L’action de K sur L : réaction de Wittig
5b-
R O H R
O CH3
R O O CH3
R O NH2
NH O
O
KOH N-
O
O
K+ H3C CH Ph
Br N
O
O HC
Ph CH3
1/ KOH 2/HCl
COOH H3N HC
CH3 +
+
neutralisation N
H2 HC CH3
-OH
-OH
II)
La déficience en électrons au niveau du carbone de C=O n’est pas compensée
(l’effet inductif de H est nul)
La déficience en électrons au niveau du carbone de C=O est compensée par l’effet inductif + I de CH3
La déficience en électrons au niveau du carbone de C=O est compensée par l’effet mésomère + M de O
La déficience en électrons au niveau du carbone de C=O est compensée par l’effet mésomère + M de N
Plus la déficience en électrons au niveau du carbone de C=O est grande plus la réactivité de C=O est faible
L’effet mésomère est plus important que l’effet inductif
L’azote est moins électronégatif que l’oxygène donc il est plus donneur par effet + M Tenant compte de ces considérations le classement par ordre de réactivité décroissante vis- à-vis des nucléophiles est :
Aldéhyde > cétone > ester > amide
III) Synthèse de 1-phénylethanamine par la méthode gabriel
