Thème : Synthétiser des molécules Partie : Stratégie de synthèse Cours 23 : Réactif chimiosélectif-protection de fonctions.

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1 1 Thème : Synthétiser des molécules Partie : Stratégie de synthèse Cours 23 : Réactif chimiosélectifprotection de fonctions. En plus des paramètres vus dans le cours précédents, la stratégie d une synthèse organique peut avoir recours à des espèces chimiques permettant de réaliser des transformations chimiques sur certains groupements d une molécule et pas d autres. I. Réactif chimiosélectif. 1. Définition. Un réactif est dit «chimiosélectif» s il réagit seulement avec un groupement fonctionnel parmi plusieurs autres. 2. Exemple : Réduction chimiosélective. Dans la molécule suivante (3nitroacétophénone), deux groupements sont susceptibles d être réduit. Groupement carbonyle Groupement nitro Si on veut ne réduire que le groupement NO 2, il faut choisir un réducteur chimiosélectif. Par exemple le chlorure d étain dihydraté SnCl 2, 2 H 2O. On obtiendra sélectivement le 3aminoacétophénone Documents de PhysiqueChimie M. MORIN

2 2 II. Protection d une fonction dans le cas de la synthèse peptidique. La synthèse peptidique consiste à faire réagir la fonction acide carboxylique d un acide aminé avec la fonction amine d un autre acide aminé. 1. Quel problème apparait lors de la synthèse d un dipeptide? Un problème apparait car sur un même acide aminé coexistent une fonction acide carboxylique et une fonction amine. Observons les difficultés qui apparaissent dans la synthèse d un simple dipeptide tel que alanineleucine. Alanine (Ala) Leucine (Leu) On remarquera qu à ph 7, ces acides aminés sont sous leurs formes ioniques. S il on fait réagir ces deux acides aminés ensemble, il peut apparaître des dipeptides et tripeptides différents. Question : Lesquels? Méthode : La synthèse peptidique repose sur la réaction entre la fonction COO et NH 3 Réponse : On peut avoir comme dipeptide AlaGly, AlaAla et GlyGly. Pour les tripeptides, on peut avoir AlaAlaAla, AlaAlaGly, AlaGlyGly, GlyGlyGly. 2. La solution à ce problème : la protection des groupes fonctionnels. Activité à partir d un document A partir document suivant extrait de «SOLOMONORGANIC CHEMISTRY», vous devrez extraire des informations sur la protection d une fonction dans le cas de la synthèse peptidique. Documents de PhysiqueChimie M. MORIN

3 3 chlorométhanoate de benzyle Questions : 1. Entourer en bleu les représentations de l alanine. 2. Entourer en vert les représentations de la leucine. 3. Entourer en rouge le groupement protecteur de la fonction amine. Quel est son nom anglais? 4. Entourer en noir le groupement activateur de la fonction acide carboxylique. 5. Donner la formule générale d un anhydride d acide. 6. Rédiger un résumé décrivant les 4 étapes principales de cette synthèse peptidique. Documents de PhysiqueChimie M. MORIN

4 4 Réponses : Chlorométhanoate d éthyle Chlorométhanoate de benzyle Résumé : La première étape consiste à protéger la fonction amine de l alanine avec le chlorométhanoate de benzyle. La seconde étape consiste à activer le groupement cabonyle de l alanine avec le chlorométhanoate d éthyle. La troisième étape consiste à faire réagir la leucine avec l alanine modifiée. La quatrième étape consiste à séparer le groupement protecteur de la fonction amine de l alanine par réduction catalytique sur paladium. Documents de PhysiqueChimie M. MORIN

5 5 3. Une autre stratégie de synthèse sans activateur. Dans l exemple précédent, l utilisation d un activateur du groupement CO 2 du premier acide aminé (Ala), entraine la fixation privilégiée entre de ce groupement avec le NH 3 du deuxième acide aminé (Leu). Le groupement CO 2 du deuxième acide aminé (Leu) ne réagira pas car il est trop peu réactif par rapport au CO 2 activé du premier acide aminé (Ala) Si on n utilise pas cet activateur, quelle autre liaison pourrait s établir entre ces acides aminés? 3.2. Quelle méthode proposezvous afin de remédier à ce problème? 3.3. Ecrire les étapes de formation du dipeptide AlaLeu dans ces conditions. Réponses : 3.1. Il pourrait s établir une liaison entre le groupement CO 2 de la leucine (leu) et le groupement NH 3 d un autre acide aminé (Leu). Il se formera du LeuLeu En plus de la protection habituelle du groupement NH 3 du premier acide aminé (Ala), on doit protéger le groupement CO 2 de la leucine (leu) Etapes. Protection du groupement NH 3 du premier acide aminé (Ala), Protection du groupement CO 2 du deuxième acide aminé (Leu), Réaction entre l alanine et la leucine. Déprotection des deux groupements. Remarque : si on veut poursuivre la synthèse peptidique, il suffit de garder la protection du groupement NH 3 du premier acide aminé (Ala) et protéger le groupement CO 2 de l acide aminé suivant. Documents de PhysiqueChimie M. MORIN