L3 S6 LICENCE SCIENCES PHYSIQUE ET CHIMIE. EPREUVE DE CHIMIE ORGANIQUE (1 ère Session) Dr. D. EGRON Durée : 2 heures CODE : FLCH621E

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1 UNIVERSITE MONTPELLIER II Mai 2010 FACULTE DES SCIENCES L3 S6 LICENCE SCIENCES PHYSIQUE ET CHIMIE EPREUVE DE CHIMIE ORGANIQUE (1 ère Session) Dr. D. EGRON Durée : 2 heures CODE : FLCH621E BAREME : Total 100 points Exercice I : 34 points Exercice II : 42 points Exercice III : 24 points AUCUN DOCUMENT N EST AUTORISE

2 I.1. Spectroscopie UV Exercice I (34 points) : Spectroscopie (Donner les réponses dans le cadre réponses I) La figure ci-contre représente le spectre UV de la cytosine (base constitutive de l ADN) en solution aqueuse à différents ph. Sachant que le trajet optique est de 1 cm et que la concentration de la solution est de 111 g/l, déterminer la longueur d onde au maximum d absorption (λ max ) ainsi que le coefficient d extinction molaire ε (l.mol -1.cm -1 ) de la cytosine à chaque ph étudié. On donne les masses molaires suivantes (g.mol -1 ) : H : 1.0; C : 12; N : 14; O : 16. I.2. Spectroscopie IR Soit les composés I et II suivants : CH 3 O H 3 C C I N II H Attribuer les bandes A ( cm -1 ), B ( cm -1 ), C (2226 cm -1 ), et D ( cm -1 ), du spectre IR reporté ci-dessous. En déduire s il correspond au composé I ou au composé II. (voir table IR). B A C D

3 I.3. Spectroscopie RMN Le spectre RMN-1H du composé III (C 9 H 11 Br) est reproduit ci-après. Après attribution des signaux a, b, c et d de ce spectre et le calcul du D.I. de III, identifier (formule et nom) ce composé (voir table RMN). Exercice II (42 points) : Chimie des carbocyles et des hétérocycles (Donner les réponses dans le cadre réponses II) Identifier en écrivant leur formule semi-développée, tous les produits A à U obtenus dans les réactions suivantes :

4 Exercice III (24 points) : Acides aminés, sucres, terpènes et stéroïdes (Donner les réponses dans le cadre réponses III) III.1. On synthétise la phénylalanine selon le schéma réactionnel suivant : 2 -o-c 6 H 5 (CO 2 H) 2-2 CH 3 OH III.1.a. Identifier, en écrivant leurs formules semi-développées, tous les produits intermédiaires A à D obtenus dans cette synthèse ainsi que la phénylalanine E isolée en milieu acide à ph = 2. III.1.b. Indiquer la formule du produit F obtenu en traitant E [sous forme neutre R- CH(NH 2 )CO 2 H)] par le chlorure de benzyloxycarbonyle C 6 H 5 -CH 2 -O-CO-Cl. III.2. Le glucose naturel est du D-glucose. Il existe partiellement sous une forme ouverte aldéhydique représentée en projection de Fischer ci-contre. CHO III.2.a. Quelle est la signification stéréochimique de la lettre D? III.2.b. Nommer le glucose en nomenclature officielle (sans indiquer les configurations absolues des atomes de carbone) III.2.c. Le D-glucose existe en fait majoritairement sous la forme cyclique (cycle à 6 atomes), suite à une réaction intramoléculaire. De quel type de réaction s agit-il? Montrer que l on obtient ainsi deux stéréoisomères. De quel type de stéréoisomérie s agit-il? Comment les nomme-t-on? HO H H H OH OH CH 2 OH III.2.d. Représenter en perspective les deux stéréoisomères dans leur conformation la plus stable. Lequel des deux stéréoisomères est le plus stable? III.2.e Ecrire la formule spatiale du maltose qui est un disaccharide dont le nom IUPAC est : 1-α-D-Glucopyranosyl-4-α-D-Glucopyranose. III.3. La testostérone est une hormone sexuelle stéroïdienne masculine très active qui a de nombreux effets au niveau de l humeur, de la peau, des cheveux, de la libido. Sachant qu il s agit de la 17β-hydroxyandrost-4-én-3-one et qu elle possède 2 méthyles angulaires 18β et 19β, écrire la formule de la testostérone. On rappelle ci-dessous la formule plane de l androstane. H OH androstane

5 n d anonymat : TOUS LES CADRES REPONSES SONT A RENDRE AVEC LA COPIE D EXAMEN CADRE REPONSES DE L EXERCICE I (34 points) I.1. Spectroscopie UV ph 1.5 λ max (nm) = ε (l.mol -1.cm -1 ) = ph 7.0 λ max (nm) = ε (l.mol -1.cm -1 ) = ph 12.0 λ max (nm) = ε (l.mol -1.cm -1 ) = I.2. Spectroscopie IR Attribution des bandes IR : A ( cm -1 ) = B ( cm -1 ) = C (2226 cm -1 ) = D ( cm -1 ) = Modèle de réponse : ν (N-H) lié Composé correspondant au spectre IR = I.3. Spectroscopie RMN 1 H du composé III DI du composé III (C 9 H 11 Br) : Identification et attribution des signaux RMN- 1 H a -d de III. (voir modèle de réponse ci-contre) Modèle de réponse : a' b' c' d' e' CH 3 Br CH 2 CH 2 C CH 2 CH O CH 3 Nom du composé III : CADRE REPONSES DE L EXERCICE II (42 points) A B C (hydrocarbure)

6 D (hétérocyclique) E F (hydrocarbure) G H (le + stable) I J K (hétérocyclique) L M N O P (hydrocarbure bicyclique) Q R (C 7 H 15 N) S (C 7 H 12 O 2) T (C 7 H 11 ClO) U (C 14 H 25 NO)

7 CADRE REPONSES DE L EXERCICE III (24 points) Exercice III.1. Formule de A : Formule de B (sel) : Formule de C : Formule de D (sel): Formule de E (à ph = 2) Formule de F : III.2.a. Signification stéréochimique de D dans D-Glucose : Exercice III.2. III.2.b. Nom en nomenclature officiel du glucose : III.2.c. Nom de la réaction intramoléculaire conduisant à la cyclisation du glucose: Justification de l obtention de deux stéréoisomères : Type de stéréoisomérie existant entre les deux formes cycliques obtenues : Noms des formes cycliques : III.2.d. Représentation en perspective des deux stéréoisomères dans leur conformation la plus stable Stéréoisomère le plus stable :

8 III.2.e Formule spatiale du maltose (1-α-D-Glucopyranosyl-4-α-D-Glucopyranose) III.3. Formule de la testostérone (17β-hydroxyandrost-4-én-3-one)

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