Stage de Pré-rentrée de Paris VI

Stage de Pré-rentrée de Paris VI Chimie Organique Correction chapitre 3 05/09/2013 1

Exercice 1 : Représentation spatiale des molécules (Rédigé par Tom Pujol) Soit la molécule de D- Mannose suivante :

Question 1 : Quelle est (sont) sa (ses) représentation(s) de Fischer?

Question 1 : D

Exercice 2 : Représentation spatiale des molécules (Rédigé par Tom Pujol) Soit la molécule suivante :

Question 2 : Quelle est (sont) sa (ses) représentation(s) de Newman?

Question 2 : AB Attention une molécule peut être regardée vers la gauche ou vers la droite ; ici elle a été regardée dans les deux sens!

Exercice 3 : Chiralité, isomérie, carbone asymétrique Soient les 6 molécules suivantes : (Rédigé par Aki Baba) Question 3 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. 1 et 3 sont conformères. B. 2 et 4 sont énantiomères. C. 1 existe sous forme de 4 stéréoisomères. D. 5 et 6 sont rotamères. E. La molécule 5 est de configuration E.

Question 3 : AC A. Vrai. On passe de l une à l autre par une rotation autour d une simple liaison. B. Faux. Ils sont diastéréisomères. C. Vrai. 22=4 D. Faux. Les conformations ne concernent que les rotations autour de liaison simple. E. Faux. Configuration Z car les substituants prioritaires sont COOH et OH.

Exercice 4 : Chiralité, isomérie, carbone asymétrique (Rédigé par Aki Baba) Soient les 5 molécules suivantes :

Question 4 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. La molécule 2 possède 3 carbones asymétriques. B. 1 et 3 sont diastéréoisomères. C. 2 et 4 sont énantiomères. D. 3 possède 9 carbones. E. 1 et 5 sont stéréoisomères.

Question 4 : AB A. Vrai. Comme toutes les autres! B. Vrai. C. Faux. Elles sont diastéréoisomères D. Faux. 10. Attention au méthyl! E. Faux. Elles sont isomères de constitution.

Exercice 5 : Chiralité, isomérie, carbone asymétrique (Rédigé par Alexandre Loufti) Dans les molécules C et D, remplacer le H par CH3!

Question 5 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A La molécule A possède 4 carbones asymétriques. B. Les molécules B et C sont énantiomères. C. Les molécules B et D sont énantiomères. D. Une molécule achirale est superposable à son reflet dans un miroir plan. E. Dès lors qu une molécule contient un carbone asymétrique ou plus, elle est chirale.

Question 5 : CD A. Faux. Trois seulement. B. Faux. C est la même molécule. C. Vrai. D. Vrai. A la différence d une molécule chirale. E. Faux. Lorsqu elle contient un carbone asymétrique elle est forcément chirale, mais lorsqu elle en contient plusieurs elle ne l est pas forcément (exemple des composés méso, mais pas que).

Question 6 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A Les molécules B et E sont isomère de position. B. La molécule F possède deux carbones asymétriques. C. La molécule F est donc chirale et existe sous forme de 4 énantiomères. D La molécule F est optiquement inactive.. E Un mélange racémique est un mélange de deux énantiomère sans regard pour les proportions.

Question 6 : ABD A. Vrai. B. Vrai. C. Faux. C est un composé méso, cette molécule est achirale (possède un plan de symétrie) et il y a donc dégénérescence du nombre de diastéréoisomères. D. Vrai. E. Faux. C est un mélange équimolaire de deux énantiomères.

Question 7 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A La molécule G contient 5 carbones asymétriques B. La molécule G contient une fonction acide carboxylique et deux fonctions alcool primaire. C. Les molécules H et I ont les mêmes propriétés physiques. D La molécule I est optiquement active. E Deux énantiomères induisent des réponses biologiques différentes du fait de l induction asymétrique, mais leurs propriétés physico chimiques sont identiques.

Question 7 : ADE A. Vrai. Attention un carbone dans une double liaison n est pas asymétrique. B. Faux. Alcool secondaire et non pas primaire. C. Faux. Ce sont des diastéréoisomères, ils ont donc des propretés physico-chimiques différentes. D. Vrai. E. Totalement vrai.

Exercice 6 : Effets inductifs et mésomères (Rédigé par Noémie Tournhilac) Question 8 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. La fonction alcool a un effet inductif donneur. B. Les radicaux alkyles ont un effet inductif donneur. C. Un carbocation tertiaire est possible D. Un carbanion tertiaire est possible. E. Un carbocation est une espèce instable.

Question 8 : BCE A. Faux. Fonction alcool = OH, l oxygène a un effet inductif accepteur et non pas donneur! B. Vrai. Voir cours. C. Vrai. Un carbocation, s il est stabilisé par 3 radicaux alkyles, peut tout à fait se former. D. Faux. Les radicaux alkyles ont un effet donneur, ils ne peuvent pas stabiliser un excès d électrons! E. Vrai. Il peut se former s il est bien stabilisé, mais c est une espèce hautement instable, c est un intermédiaire réactionnel

Question 9 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. Un carbocation primaire est possible s il est à l extrémité d un système conjugué. B. L oxygène, dans un système insaturé, ne peut être avoir un effet inductif que donneur car il possède un doublet non liant susceptible de se délocaliser. C. La charge du phénate (molécule ci-contre) est stabilisée par effet mésomère accepteur et effet inductif donneur de la chaine carbonée. D. Seules les formes a, b et d sont des formes mésomères du phénate. E. Les formes a, b, c, d sont des formes mésomère du phénate.

Question 9 : AD A. Vrai. S il est à l extrémité d un système conjugué, il est stabilisé par effet mésomère. B. Faux. Effet mésomère à la fois donneur et accepteur, voir cours. C. Faux. Il s agit bien d un effet mésomère accepteur qui stabilise la charge mais l effet inductif donneur des chaines carbonées a plutôt tendance à déstabiliser cette charge. Mais comme l effet mésomère est le plus fort, tout se passe bien! D. Vrai. La forme c ne peut pas exister, il y a un carbone à 5 pattes!!! E. Faux. Cf. D).

Exercice 7 : Effets inductifs et mésomères (Rédigé par Nadia Rodriguez)

Question 10 : Parmi les molécules suivantes (A à E), laquelle (lesquelles) est (sont) une (des) forme(s) mésomère(s) de la molécule 1? A. La molécule A B. La molécule B C. La molécule C D. La molécule D E. La molécule E

Question 10 : ABC Les formes mésomères de la molécule 1 sont les molécules A, B, C. Attention, pour la molécule E, le doublet ne peut bouger s il ne se trouve pas dans un système conjugué!

Exercice 8 : Configurations absolues R/S (Rédigé par Nathanaël Velupillai) Le Tacrolimus (molécule ci-dessous) est un immunosuppresseur utilisé dans la prévention du rejet des greffes mais aussi dans certaines pathologies dermatologiques.

Question 11 : Concernant le Tacrolimus, quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. Il possède 16 carbones asymétriques. B. Il possède 15 carbones asymétriques. C. Il possède 14 carbones asymétriques. D. Il possède 8 carbones de configuration R et 6 carbones de configuration S. E. Il possède 7 carbones de configuration S et 7 carbones de configuration R.

Question 11 : CD Pour les carbones asymétriques attention à ne pas aller trop vite : les doubles liaisons sont à éliminer d'emblée dans le comptage des carbones asymétriques. Voici la localisation des 14 carbones asymétriques sur le Tacrolimus : Pour la configuration des carbones asymétriques, rien de particulier excepté les carbones a et b qui sont légèrement plus complexes. Pour le carbone a, il faut chercher «très loin» pour trouver le 2eme et 3eme rang d'importance des substituants. En effet on est d'abord à égalité avec de chaque coté un CH-OCH3 puis encore à égalité avec un CH2, puis toujours à égalité avec un CH-CH3, et c'est au 4ème qu'on oppose un CH2 à un carbone lié à un OH et à l'oxygène du cycle. Pour le carbone b, il faut juste remarquer que le groupement le moins important (donc arrivant en 4ème et dernière position) n'est pas l'hydrogène comme habituellement mais le carbone du cycle situé en dessus du carbone b.

Exercice 9 : Configurations absolues R/S (Rédigé par Thibault Jacquet) La molécule de THC (ci-dessous) est un agent actif du cannabis.

Question 12 : Concernant le THC, quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. Le carbone 1 a une configuration R. B. Le carbone 1 a une configuration S. C. Le carbone 2 a une configuration R. D. Le carbone 2 a une configuration S. E. Le THC possède 3 carbones asymétriques.

Question 12 : AC

Exercice 10 : Fonctions monovalentes (Rédigé par Maissame Hammoud) Soit la molécule d histidine ci-contre :

Question 13 : Concernant l histidine, quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. On compte dans cette molécule 4 groupes monovalents. B. L'azote fléché de l'histidine fait partie d'une amine secondaire. C. Si cette molécule subit une réaction de substitution nucléophile sur le carbone de la fonction amine primaire, elle sera le nucléophile et non pas l'électrophile. D. Si une molécule subit une réaction de substitution nucléophile, on dit que le nucléophile attaque l'électrophile et que le nucléofuge se forme. E. L'amine primaire de la molécule est plus susceptible de réagir selon une substitution nucléophile de type 1 qu'une substitution nucléophile de type 2.

Question 13 : D A. FAUX, on compte 3 groupes monovalents qui font partie de fonctions amines. L'OH appartient en fait à la fonction acide carboxylique (attention au piège mais si la faute est faite là, ça ne devrait plus vous arriver). B. FAUX, attention il s'agit d'une amine III (la double liaison compte comme si N était lié à deux carbones). C. FAUX, si la fonction amine I subit une SN, le carbone portant la fonction amine est l'entité attaquée, donc électrophile. D. VRAI, l'électrophile EST attaqué et le nucléophile ATTAQUE. Le nucléofuge est bien l'espèce formée (''fuge'' = fuit) E. FAUX, les dérivés primaires réagissent plus selon des SN2 que selon des SN1. En effet, la SN1 impliquant deux étapes dont la formation d'un carbocation, un dérivé primaire (tel que l'amine I ici) ne sera pas stabilisé sous forme carbocationique. La SN2 est donc la réaction susceptible de se produire.

Exercice 11 : Fonctions monovalentes (Rédigé par Maissame Hammoud) Question 14 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. La réaction qui permet le passage de à implique deux étapes dans le cadre d'une substitution nucléophile. B. La réaction qui permet le passage de à implique l'utilisation d'une entité de formule N-R1R2 (issu de HN R1R2) C. La réaction qui permet le passage de à est stéréoséléctive. D. La réaction qui permet le passage de à est stéréoséléctive et implique une inversion de Walden. E. Imaginons un dérivé halogéné A contenant à la fois un groupe nucléophile et un groupe électrophile : en présence d'un autre nucléophile (molécule B), on assiste préférentiellement à la réaction intermoléculaire entre A et B.

Question 14 : BC A. FAUX, on voit qu'entre les deux molécules le Cl a été remplacé par un groupe N-R1R2. Or le Cl fait partie d'un dérivé halogéné primaire qui réagit donc selon un mécanisme SN2 (une étape SANS formation d'un carbocation qui serait instable s'il était formé). B. VRAI, cette entité, après avoir été débarrassée de son proton H+, peut attaquer le carbone portant le Cl et effectuer la SN. C. VRAI, il s'agit du passage d'un dérivé halogéné I en amine selon une SN2 impliquant la formation de Cl- et l'ajout d'un groupe NR1R2. D. VRAI, il s'agit du passage d'un dérivé halogéné II en alcool selon une SN2 impliquant la formation de Cl- et l'ajout d'un groupe OH. Comme le carbone siège de la réaction est asymétrique, la SN2 s'accompagne d'une inversion de configuration, dite ''inversion de Walden". E. FAUX, le dérivé halogéné peut parfois contenir le nucléophile ; la réaction de SN sera alors intramoléculaire qui est toujours favorisée et rapide.

Soit la réaction suivante : Exercice 12 : Fonctions monovalentes (Rédigé par Raphael Cohen) Les produits de cette réaction sont deux molécules X et une molécule Y (X majoritaires).

Question 15 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. L ordre de la réaction aboutissant à X est de 1. B. L ordre de la réaction aboutissant à X est de 2. C. La réaction conduisant aux molécules X conduit à un mélange d énantiomères. D. La réaction conduisant aux molécules X conduit à un mélange de diastéréoisomères. E. L iode est meilleur groupe partant que le brome.

Question 15 : AE A. VRAI. L ordre de la réaction aboutissant à X est de 1, on aboutit à un mélange avec comme intermédiaire un carbocation stabilisé par effet mésomère donneur du phényl. B. FAUX. C. FAUX. D. FAUX. La réaction conduisant aux molécules X conduit à un mélange de diastéréoisomères car le carbone asymétrique portant l iode ne réagit pas, il y a donc induction asymétrique. E. VRAI. L iode est meilleur groupe partant que le brome.

Question 16 : Quelle(s) proposition(s) est (sont) exacte(s)? A. Le mélange X est composé d un mélange racémique de A et de C. B. Le mélange X est composé d un mélange de A et de C dont l un est majoritaire. C. Le réactif aboutissant à Y a subi une inversion de Walden. D. Le composé Y correspond à la molécule B. E. Le composé Y correspond à la molécule D.

Question 16 : BCE A. FAUX. Le mélange ne peut être racémique car il s agit de diastéréoisomères. B. VRAI. Le mélange X est composé d un mélange de A et de C dont l un est majoritaire. C. VRAI. Il s agit d une SN2. D. FAUX. E. VRAI. Le composé Y correspond à la molécule D, le produit à bien ne configuration opposée à celle du réactif.