Sélectivité en chimie organique

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1 Sélectivité en chimie organique omposé polyfonctionnel : réactif chimiosélectif, protection de fonctions. I. Qu est-ce qu un réactif chimiosélectif? Différentes transformations en chimie organique. 1. Analyser le document Dans le tableau ci-dessus, on étudie la réactivité d une espèce inorganique (Br ou PBr3) vis-à-vis d un alcène ou d un alcool. Pour chacun des exemples, déterminer la classe fonctionnelle des molécules avec lesquelles le réactif inorganique interagit. 2. n s intéresse au 3-méthylbut-2-èn-1-ol ou prénol, noté A, de formule : ette espèce chimique est dite polyfonctionnelle. Pourquoi? 3. n s intéresse à la réaction de la molécule A avec PBr3. a. Quel produit obtient-on? b. Lors de cette transformation, PBr3 est dit chimiosélectif. Proposer alors une définition de ce terme. 4. À votre avis, Br est-il chimiosélectif vis-à-vis de A? II. omparaison de deux voies de synthèse Pour obtenir un produit B à partir d un réactif A, on envisage deux possibilités de synthèse : la voie α, en une seule étape, et la voie β, en trois étapes. n constate expérimentalement que la voie α ne permet pas d obtenir le produit attendu, tandis que la voie. le permet, avec un rendement global de l ordre de 40 %.

2 La réaction de l éthane-1,2-diol avec une espèce possédant le groupe carbonyle forme un acétal. L acétal formé peut de nouveau se transformer en éthane-1,2-diol s il est mis en présence d eau acidifiée. n ne connaît pas d autres réactions mettant en jeu des acétals. Le tétrahydroaluminate de lithium LiAl4 est couramment utilisé pour la réduction des réactifs organiques. Il réduit les aldéhydes et les esters en alcool primaire, et les cétones en alcool secondaire. 1. Justifier le nom attribué à chacune des molécules A et B? 2. Sur quel groupe caractéristique faut-il agir pour transformer A en B? 3. Proposer une formule topologique pour le produit réellement obtenu par la voie α. 4. Proposer une formule topologique pour le produit formé lors de chacune des étapes de la voie β. 5. Pourquoi les trois réactions de la voie β sont dites sélectives. 6. Associer à chacune de ces trois étapes l un des noms suivants : réduction ; protection ; déprotection. III. La synthèse peptidique Les dipeptides sont des molécules obtenues par réaction entre deux acides α-aminés, deux espèces chimiques polyfonctionnelles. Montrons que la synthèse peptidique nécessite de protéger puis déprotéger des groupes caractéristiques. Document 1 : obtention d un amide n peut obtenir un amide à partir d une amine et d un acide carboxylique selon la suite de réactions cidessous. Document 2 : hydrolyse de l aspartame : L aspartame est un édulcorant intense qui s hydrolyse partiellement en un dipeptide que l on notera D.

3 Document 3 : formule générale d un acide α-aminé Document 4 : Etapes simplifiés de la formation d un amide (liaison peptidique N ) N N + - δ+ - N + N Identifier les groupes caractéristiques du dipeptide D. 2. Écrire les formules topologiques des acides α-aminés dont il se compose : l acide aspartique, de formule brute 4 7 N 4 la phénylalanine, de formule brute 9 11 N 2 3. ombien de dipeptides différents peut-on obtenir à partir d un mélange d acide aspartique et de phénylalanine? 4. Pour obtenir un seul dipeptide au laboratoire, on effectue les étapes suivantes : on protège un des groupe amino N2 et 2 groupes carboxyle ; on active le groupe carboxyle restant en le faisant réagir avec du chlorure de thionyle ; on fait réagir entre elles les deux espèces protégées ; on déprotège les groupes caractéristiques. a. Quel groupe caractéristique de la phénylalanine a été protégé lors de la synthèse de l aspartame? b. Montrer que deux groupes caractéristiques ont été protégés dans l acide aspartique lors de la synthèse de l aspartame. c. Pour protéger la fonction amine, on substitue un hydrogène du groupe amino N 2 par un groupement (exemple : ). Quel doit être le rôle du groupement du point de vue du déplacement électronique?

4 d. Pour protéger la fonction acide, on substitue l hydrogène du groupe carboxyle N 2 par un groupement (exemple : ). Quel doit être le rôle du groupement du point de vue du déplacement électronique? e. Faire un récapitulatif des différentes étapes à effectuer pour obtenir l aspartame à partir d acide aspartique et de phénylalanine.

5 Etape de protection de N 2 : Le groupement N2 est un groupe donneur d électrons (doublet non liant disponible). Par contre ce n est plus le cas de l espèce formée au cours de cette étape (R-N- avec : ) N 2 N 2 N 2 N Etape de protection de : est une réaction d estérification. La substitution de l hydrogène par le groupement nommé pour simplifier rend l ester benzylique peu réactif (moins accepteur d électrons). Avec : En réalité : protection des deux groupes puis déprotection sélective avec Li N Etape de protection de et N 2 Par méthode commune : hydrogénation sur palladium ( 2, Pd) Etape de protection de N Etape d activation de la fonction carboxyle : Ajout de chlorure de thionyle S 2 N l + N 2 Etape de synthèse N N