CH17 STRATEGIE DE SYNTHESE ORGANIQUE

Figure 1 :
Pictogrammes de sécurité
Figure 2
Ampoule
de coulée
Figure 3 : Evaporateur rotatif
Figure 5 : Banc Köfler
Surface : de 50°C à 260°C
Prix : de 2000 à 3000 €
Questions :
a. Lors de l’extraction liquide-liquide, pourquoi
faut-il nécessairement que le solvant ajouté soit
non miscible au solvant d’origine ?
b. Lors d’une synthèse en milieu aqueux, on désire
isoler du benzaldéhyde. En utilisant les données
du tableau ci-contre, définir le solvant à utiliser
pour extraire ce benzaldéhyde.
c.
miscibilité
benzaldéhyde
eau
eau
faible
-
éther
forte
nulle
Figure 4 : Méthode d’isolement
Comment se nomme le procédé d’isolement de
la figure 4 ?
d. L’échantillon déposé est il pur ? Justifier.
e. Qu’observe-t-on sur l’image zoomée ?
f.
Comment nomme-t-on la phase mobile ?
g. Comment expliquer qu’une espèce migre plus
vite que l’autre ?
Chap. 17 : Stratégie de synthèse
éthanol
forte
forte
Figure 5 : Réfractomètre portable (200 € env.)
Figure 6
Mesure avec un réfractomètre
Exemples :
OH
CH3
CH
H3C
NH2
CH
CH
CH2
CH2
O
CH
OH
C
CH
H3C
3-méthylhex-4-en-1-ol
OH
OH
NH2
para-aminophénol
…………………………..
Questions :
a. Donner les différents groupes caractéristiques présents dans la troisième molécule.
b. Nommer cette molécule
c.
Donner la formule brute du para-aminophénol
Exemple :
synthèse du paracétamol
H3C
O
O
H2N
+
OH
O
H3C
H3C
NH
OH
+
O
H3C
OH
O
paracétamol
L’anhydride acétique est chimiosélectif car il réagit préférentiellement avec une des deux fonctions présentes dans
le para-aminophénol.
Questions
a. Repérer les sites accepteurs d’électrons dans la molécule d’anhydride acétique. Justifier.
b. Au vu du produit obtenu, quelle est la fonction du para-aminophénol privilégiée par l’anhydride acétique ?
c.
Quel est le nom de l’autre produit obtenu ?
d. Lorsqu’on fait réagir du permanganate de potassium sur du 3-hydroxybutanal on obtient la molécule
suivante :
OH
O
O
Le permanganate de potassium est-il chimiosélectif ? Justifier.
Chap. 17 : Stratégie de synthèse
Exemple :
réaction de la soude avec l’aspirine
Figure 6 :
•
A température ambiante seule la fonction ester (groupe
carboxyle) réagit.
•
Lors d’un chauffage à reflux avec de la soude en excès
les 2 fonctions réagissent.
Influence des
conditions
expérimentales
Exemple :
Lorsqu’on présente deux acides α-aminés, deux réactions
peuvent avoir lieu :
Réaction 1
O
O
Réaction 2
H2N
H2N
OH
OH
Pour en empêcher une au bénéfice de l’autre, on protège les fonctions que l’on souhaite préserver :
O
O
GP1
O
O
H2N
OH
H2N
H2N
O
HN
OH
GP 2
OH
Protection du groupement amine
Protection du groupement carboxyle
Ainsi, la seule réaction possible devient :
GP 2
O
GP1
O
O
H2N
GP 1
O
+
HN
O
O
GP2
+
HN
OH
NH
O
OH
O
Pour finir cette synthèse, les deux
groupes protecteurs sont ensuite
clivés de leur position et on récupère
le produit final.
H2N
NH
Déprotection
Chap. 17 : Stratégie de synthèse
H2O
CORRECTION
Questions :
a. Lors de l’extraction liquide-liquide, pourquoi
faut-il nécessairement que le solvant ajouté soit
non miscible au solvant d’origine ? IL FAUT
DEUX PHASES NON MISCIBLES ? AINSI LE
COMPOSE A EXTRAIRE EST SEPARE DU
SOLVANT D’ORIGINE
b. Lors d’une synthèse en milieu aqueux, on désire
isoler du benzaldéhyde. En utilisant les données
du tableau ci-contre, définir le solvant à utiliser
pour extraire ce benzaldéhyde.ON VEUT
SEPARER LE BENZALDEHYDE DU MILIEU
AQUEUX, L’EAU ; ON UTILISE DONC
L’ETHER (MAIS PAS L’ETHANOL QUI EST
MISCIBLE à L’EAU)
c.
miscibilité
benzaldéhyde
eau
eau
faible
-
éther
forte
nulle
éthanol
forte
forte
Figure 4 : Méthode d’isolement
Comment se nomme le procédé d’isolement de
la figure 4 ? CHROMATAGRAPHIE SUR
COLONNE
d. L’échantillon déposé est il pur ? Justifier. NON IL
CONTIENT DEUX ENTITES (ROUGE ET
VERTE)
e. Qu’observe-t-on sur l’image zoomée ? LA
DECOMPOSITION, LA SEPARATION DES
DEUX CONSTITUANTS
f.
Comment nomme-t-on
L’ELUANT
la
phase
mobile ?
g. Comment expliquer qu’une espèce migre plus
vite que l’autre ? L’ESPECE QUI MIGRE PLUS
RAPIDEMENT A MOINS D’AFFINITE AVEC LA
PHASE
IMMOBILE :
DES
LIAISONS
S’ETABLISSENT ENTRE LA MOLECULE ET
LA PHASE IMMOBILE
Questions :
d. Donner les différents groupes caractéristiques présents dans la troisième molécule.amine (NH2) alcool
(OH) et acide carboxylique (COOH)
e. Nommer cette moléculeacide 3-amino-2-hydroxy-butanoique
f.
Donner la formule brute du para-aminophénol C6H7ON
Exemple :
synthèse du paracétamol
H3C
O
O
H2N
OH
+
O
H3C
H3C
NH
OH
O
H3C
OH
+
O
paracétamol
L’anhydride acétique est chimiosélectif car il réagit préférentiellement avec une des deux fonctions présentes dans
le para-aminophénol.
Questions
Chap. 17 : Stratégie de synthèse
e. Repérer les sites accepteurs d’électrons dans la molécule d’anhydride acétique : les atomes de carbone
des doubles liaisons C=0. Justifier : les atomes d’oxygène fortement electronégatifs (présence de doublets
non-liants portant des charges partielles négatives attirent les electrons des liaisons covalentes, le
carbones se retrouve en defaut de charge partielle négative.
f.
Au vu du produit obtenu, quelle est la fonction du para-aminophénol privilégiée par l’anhydride acétique ?
la fonction amine (NH2) est favorisée pour l’attaque de l’anhydride acétique
g. Quel est le nom de l’autre produit obtenu ? acide ethanoique
h. Lorsqu’on fait réagir du permanganate de potassium sur du 3-hydroxybutanal on obtient la molécule
suivante :
OH
O
O
Le permanganate de potassium est-il chimiosélectif ? Un réactif est chimiosélectif s’il ne réagit qu’avec un
groupe d’atomes caractéristique : ici nous avons une molécule qui est modifiée sur ses deux fonctions (hydroxy OH
est modifiée en cetone et aldéhyde modifiée en acide carboxylique) : le permanganate n’est donc pas chimioselectif
car il réagit sur deux groupe d’atomes différents.
Chap. 17 : Stratégie de synthèse