Exercices de chimie organique : synthèse et stéréochimie

       

Exercices

1 Premier problème : synthèse d’un acide aminé. 1

2 Second problème : synthèse d’un antiviral 5

3 Troisième problème : Produits pharmaceutiques synthétisés industriellement à partir du Benzaldéhyde  8

 

CORRECTION

1 Correction du premier problème : synthèse d’un acide aminé. 10

2 Correction du second problème : synthèse d’un antiviral 14

3 Correction du troisième problème : synthèse de produits pharmaceutiques. 17

 

Premier problème : synthèse d’un acide aminé

 

A1.        Combien existe-t-il de stéréoisomères de l’acide cinnamique ? Dessiner les et nommer les.

Acide cinnamique

 

 

A2.        Quelle relation de stéréochimie relie ces acides cinnamiques ?

A3.        Le composé A est traité selon la séquence de réactions suivantes :

 

              Donner la structure de B et C.

 

A4.        Dénombrer les carbones asymétriques du (-) menthol et donner leur configuration absolue en précisant les ordres de priorité.

 

 

 

A5.        Dessiner la structure du (+) menthol en utilisant le cycle prédessiné et donner son pouvoir rotatoire spécifique sachant que celui du (-) menthol est [a] = -50 degrés.

 

A6.        Le composé C obtenu en question A3, est traité par le brome pour conduire à deux produits D et D’.

 

 

              Donner la structure de D et D’  en projection de Fischer. Le groupement (-) menthyle est représenté par M* et le groupement phényle par C6H5.

 

 

              Ces composés D et D’ sont-ils : conformères, énantiomères, diastéréoisomères ou identiques ?

 

 

A7.        Donner le mécanisme de formation de D et D’. On simplifiera les écritures en notant le groupement (-) menthyle par M* et le groupement phényle par F ou C6H5.

 

 

A8.        En traitant le mélange D + D’ par l’ammoniac puis en séparant les produits obtenus, on obtient l’aziridine E. Ce composé est alors traité par un thiol pour conduire à F. F est transformé en plusieurs étapes en G, un analogue de la cystéïne.

 

 

              Proposer un mécanisme pour la transformation de E en F qui explique la stéréochimie de la réaction. On s’inspirera de l’ouverture d’époxydes en milieu basique.

 

 

              A quel type de mécanisme a-t-on affaire ici ? Et quelle est la conséquence de ce mécanisme du point de vue de la stéréochimie?

 

 

A9.        A quelle série appartient l’acide aminé G ?

 

 

Second problème : synthèse d’un antiviral

 

B1.        Le composé H est hydrolysé en milieu basique pour conduire à I qui est ensuite converti en J en milieu acide.

 

 

              Donner la structure du composé I.

 

B2.        Donner le mécanisme de formation de J à partir de I.

 

              Pourquoi la réaction IJ, qui est équilibrée, est très favorisée vers la formation de la lactone ?

              Répondre en deux lignes.

 

 

B3.        J est transformé en K

 

 

              A quel type de réaction a-t-on affaire ici ?

 

B4.        Le composé K est transformé en M selon la suite de réactions suivantes:

 

 

              Donner la structure de L.

 

              A quoi sert l’amine dans la transformation de K en L ?

 

              Donner le mécanisme de la transformation de L en M.

 

B5.        M est alors hydrolysé en N (liaison C-Cl hydrolysée). N est transformé en antiviral O.

 

 

              Donner les réactifs nécessaires à la transformation de N en O et l’ordre dans lequel il faut les utiliser.

 

              Réactifs :

 

 

 

 

Troisième problème : Produits pharmaceutiques synthétisés industriellement à partir du Benzaldéhyde

 

A partir du benzaldéhyde, on fabrique un certain nombre de produits dérivés et des molécules plus élaborées pour l'industrie pharmaceutique

Remplir les molécules 5.1 à 5.16

 

 

 

Correction des 5 premiers exercices de chimie organique

 

 

Correction du premier problème : synthèse d’un acide aminé

 

A1.        Combien existe-t-il de stéréoisomères de l’acide cinnamique ? Dessiner les et nommer les.

Acide cinnamique

 

 

A2.        Quelle relation de stéréochimie relie ces acides cinnamiques ?

A3.        Le composé A est traité selon la séquence de réactions suivantes :

 

              Donner la structure de B et C.

 

A4.        Dénombrer les carbones asymétriques du (-) menthol et donner leur configuration absolue en précisant les ordres de priorité.

 

 

 

A5.        Dessiner la structure du (+) menthol en utilisant le cycle prédessiné et donner son pouvoir rotatoire spécifique sachant que celui du (-) menthol est [a] = -50 degrés.

 

A6.        Le composé C obtenu en question A3, est traité par le brome pour conduire à deux produits D et D’.

 

 

              Donner la structure de D et D’  en projection de Fischer. Le groupement (-) menthyle est représenté par M* et le groupement phényle par C6H5.

 

 

              Ces composés D et D’ sont-ils : conformères, énantiomères, diastéréoisomères ou identiques ?

 

 

A7.        Donner le mécanisme de formation de D et D’. On simplifiera les écritures en notant le groupement (-) menthyle par M* et le groupement phényle par F ou C6H5.

 

 

A8.        En traitant le mélange D + D’ par l’ammoniac puis en séparant les produits obtenus, on obtient l’aziridine E. Ce composé est alors traité par un thiol pour conduire à F. F est transformé en plusieurs étapes en G, un analogue de la cystéïne.

 

 

              Proposer un mécanisme pour la transformation de E en F qui explique la stéréochimie de la réaction. On s’inspirera de l’ouverture d’époxydes en milieu basique.

 

 

              A quel type de mécanisme a-t-on affaire ici ? Et quelle est la conséquence de ce mécanisme du point de vue de la stéréochimie?

 

 

A9.        A quelle série appartient l’acide aminé G ?

 

 

Correction du second problème : synthèse d’un antiviral

 

B1.        Le composé H est hydrolysé en milieu basique pour conduire à I qui est ensuite converti en J en milieu acide.

 

 

              Donner la structure du composé I.

 

B2.        Donner le mécanisme de formation de J à partir de I.

 

              Pourquoi la réaction IJ, qui est équilibrée, est très favorisée vers la formation de la lactone ?

              Répondre en deux lignes.

 

 

B3.        J est transformé en K

 

 

              A quel type de réaction a-t-on affaire ici ?

 

B4.        Le composé K est transformé en M selon la suite de réactions suivantes:

 

 

              Donner la structure de L.

 

              A quoi sert l’amine dans la transformation de K en L ?

 

              Donner le mécanisme de la transformation de L en M.

 

B5.        M est alors hydrolysé en N (liaison C-Cl hydrolysée). N est transformé en antiviral O.

 

 

              Donner les réactifs nécessaires à la transformation de N en O et l’ordre dans lequel il faut les utiliser.

 

              Réactifs :

 

 

 

 

Correction du troisième problème : synthèse de produits pharmaceutiques

b )