Ex.1. Une synthèse de la méthadone Ex.2. Synthèse d`un plastifiant

Ex.1.%Une%synthèse%de%la%méthadone%
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Ex.2.%Synthèse%d’un%plastifiant%
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Chapitre 13 Transformations enchimieorganiquet173
Exercices de BAC
23
Synthèse de l’arôme de banane
1.a. L’acide éthanoïque réagit avec le
3-méthylbutan-1-ol.
b.
O
O
c. L’atome de carbone lié aux deux atomes d’oxy-
gène est un site accepteur tandis que les deux
atomes d’oxygène sont des sites donneurs.
d. L’atome d’oxygène est un site donneur tandis
que l’atome de carbone qui lui est lié est un site
accepteur de doublets d’électrons.
2.a. Dans l’intermédiaire A, l’atome d’oxygène, qui
porte la charge positive, est entouré de 5 électrons
(3 liaisons covalentes et un doublet non liant).
Un atome d’oxygène a normalement 6 électrons de
valence, il y a donc ici une charge positive.
Le même raisonnement peut être appliqué pour
expliquer la présence des charges dans les espèces
C et D.
Pour l’intermédiaire B, l’atome de carbone, qui
porte la charge positive, est entouré de 3 électrons
(3 liaisons covalente).
Un atome de carbone a normalement 4 électrons de
valence, il a donc ici une charge positive.
b.
1.
O
OH
O
OH
H
+
H
δ
site
accepteur
site donneur
2.
HO
O
O
H
O
OH
H
OH
H
+
site accepteur site donneur
3.
O
O
H
O
O
+H
Atome le plus
électronégatif
c. La molécule E est l’éthanoate de 3-méthylbutyle.
24
Craquage des alcanes
a. Les alcanes présentent des liaisons simples C—C
et C—H. Elles ne sont pas polarisées car la diffé-
rence d’électronégativité entre les deux éléments
chimiques n’est pas assez élevée.
b. Les liaisons présentent n’étant pas polarisées, il
n’y a pas de sites donneurs ou accepteurs. Les alcanes
ne sont donc pas des molécules très réactives.
c. A, B et C sont obtenus par des réactions d’élimi-
nation (deux atomes d’hydrogènes sont retirés de
deux atomes de carbone voisins entre lesquels se
forme une double liaison). La réaction forme égale-
ment du dihydrogène H2.
d. Le propane et l’éthane sont obtenus par des
modifications de chaîne carbonée. Le terme « cra-
quage » illustre le fait de rompre la chaîne carbo-
née au sein des alcanes pour obtenir des alcanes
plus courts.
e. Le propène et l’éthène possèdent des doubles
liaisons C== C, ils présentent donc tous deux un
site donneur de doublet d’électrons.
f. La présence de site donneur sur les alcènes les
rend plus réactifs que les alcanes.
25
Une synthèse de la méthadone
a. La méthadone présente le groupe caractéristique
—NMe2 d’une fonction amine et le groupe C== O
d’une fonction cétone.
b. La modification de A en D correspond à la subs-
titution d’un atome d’hydrogène par une chaîne
propène.
c. Au cours de l’étape 2, la liaison C—Br est rom-
pue tandis qu’une liaison C—C est formée entre
l’atome de carbone portant la charge négative et
l’atome de carbone lié à l’atome de brome dans la
molécule de bromopropène.
174tPARTIE 2 COMPRENDRE
d. La charge négative portée par l’atome résulte de
la présence d’un électron excédentaire de cet atome
qui porte ainsi un doublet non-liant. Cet atome est
donc un site donneur d’un doublet d’électrons.
e. Le brome étant plus électronégatif que le car-
bone, la liaison C—Br est polarisée. L’atome de
brome porte trois doublets non liants (et une
charge partielle négative) et constitue un site
donneur de doublets d’électrons tandis que l’atome
de carbone qui lui est lié est porteur d’une charge
partielle positive et constitue un site accepteur de
doublets d’électrons.
f. Le bromopropène réagit par son site accepteur
de doublet d’électrons.
g.
carbanion B
+
CBr
molécule D
C CN
NC
+Br
−
h. L’étape 3 consiste à ajouter un atome de brome
et un atome d’hydrogène sur deux atomes de car-
bone initialement liés par une double liaison avec
disparition de cette dernière, il s’agit donc d’une
réaction d’addition.
i. L’étape 4 consiste à remplacer l’atome de brome
par le groupe N(CH3)2, il s’agit donc d’une réaction
de substitution.
26
Synthèse d’un plastifiant
a.
OOH O
aldéhyde
butanal
2-éthyl-3-hydroxyhexanal
Alcool
aldéhyde
1
b. Au cours de l’étape 2, le groupe OH et un atome
d’hydrogène sont retirés de deux atomes de car-
bone voisins entre lesquels se forme une double
liaison, il s’agit donc d’une élimination. Au cours
de l’étape 3, deux additions de dihydrogène se font
simultanément.
c. Le nickel joue le rôle de catalyseur dans la réac-
tion d’addition du dihydrogène.
d. L’un des réactifs est un alcool et présente donc
un groupe —OH. L’autre réactif est un diacide car-
boxylique et présente donc deux groupes COOH. Le
diester formé présente deux groupes COOR.
e. La formule topologique du diester formé est :
O
OO
O
27
Synthèse de la lidocaïne®
1. Les réactifs possèdent un groupe NH2 d’une
fonction amine et un groupe COOCH3 d’une fonction
ester. Les produits possèdent un groupe CONHR
d’une fonction amide et le groupe OH d’une fonc-
tion alcool.
Remarque : cette molécule se prête à l’introduction
de la notion de noyau aromatique et à sa distinc-
tion avec les alcènes. (Cette notion peut se limiter
au fait que les deux ne mènent pas au même dépla-
cement chimique en RMN).
2.a. La seconde étape correspond à la substitution
de l’atome de chlore par le groupe N(C2H5)2.
b. L’atome d’azote porte une charge partielle δ–,
c’est un site donneur d’électrons. De plus, les deux
atomes de carbone et l’atome d’hydrogène qui lui
sont liés étant moins électronégatif, ils portent une
charge partielle positive. L’atome d’azote constitue
donc un site donneur de doublets d’électrons tandis
que les trois autres atomes mentionnés sont des
sites accepteurs de doublets d’électrons.
c. La molécule A présente cinq liaisons polarisées :
la liaison C—Cl, la liaison double C== O, la liaison
N—H et les deux liaisons C—N. Au vu du produit,
la réaction s’est déroulée au niveau du site accep-
teur que forme l’atome de carbone relié à l’atome
de chlore.
174tPARTIE 2 COMPRENDRE
d. La charge négative portée par l’atome résulte de
la présence d’un électron excédentaire de cet atome
qui porte ainsi un doublet non-liant. Cet atome est
donc un site donneur d’un doublet d’électrons.
e. Le brome étant plus électronégatif que le car-
bone, la liaison C—Br est polarisée. L’atome de
brome porte trois doublets non liants (et une
charge partielle négative) et constitue un site
donneur de doublets d’électrons tandis que l’atome
de carbone qui lui est lié est porteur d’une charge
partielle positive et constitue un site accepteur de
doublets d’électrons.
f. Le bromopropène réagit par son site accepteur
de doublet d’électrons.
g.
carbanion B
+
CBr
molécule D
C CN
NC
+Br
−
h. L’étape 3 consiste à ajouter un atome de brome
et un atome d’hydrogène sur deux atomes de car-
bone initialement liés par une double liaison avec
disparition de cette dernière, il s’agit donc d’une
réaction d’addition.
i. L’étape 4 consiste à remplacer l’atome de brome
par le groupe N(CH3)2, il s’agit donc d’une réaction
de substitution.
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Synthèse d’un plastifiant
a.
OOH O
aldéhyde
butanal
2-éthyl-3-hydroxyhexanal
Alcool
aldéhyde
1
b. Au cours de l’étape 2, le groupe OH et un atome
d’hydrogène sont retirés de deux atomes de car-
bone voisins entre lesquels se forme une double
liaison, il s’agit donc d’une élimination. Au cours
de l’étape 3, deux additions de dihydrogène se font
simultanément.
c. Le nickel joue le rôle de catalyseur dans la réac-
tion d’addition du dihydrogène.
d. L’un des réactifs est un alcool et présente donc
un groupe —OH. L’autre réactif est un diacide car-
boxylique et présente donc deux groupes COOH. Le
diester formé présente deux groupes COOR.
e. La formule topologique du diester formé est :
O
OO
O
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Synthèse de la lidocaïne®
1. Les réactifs possèdent un groupe NH2 d’une
fonction amine et un groupe COOCH3 d’une fonction
ester. Les produits possèdent un groupe CONHR
d’une fonction amide et le groupe OH d’une fonc-
tion alcool.
Remarque : cette molécule se prête à l’introduction
de la notion de noyau aromatique et à sa distinc-
tion avec les alcènes. (Cette notion peut se limiter
au fait que les deux ne mènent pas au même dépla-
cement chimique en RMN).
2.a. La seconde étape correspond à la substitution
de l’atome de chlore par le groupe N(C2H5)2.
b. L’atome d’azote porte une charge partielle δ–,
c’est un site donneur d’électrons. De plus, les deux
atomes de carbone et l’atome d’hydrogène qui lui
sont liés étant moins électronégatif, ils portent une
charge partielle positive. L’atome d’azote constitue
donc un site donneur de doublets d’électrons tandis
que les trois autres atomes mentionnés sont des
sites accepteurs de doublets d’électrons.
c. La molécule A présente cinq liaisons polarisées :
la liaison C—Cl, la liaison double C== O, la liaison
N—H et les deux liaisons C—N. Au vu du produit,
la réaction s’est déroulée au niveau du site accep-
teur que forme l’atome de carbone relié à l’atome
de chlore.
174tPARTIE 2 COMPRENDRE
d. La charge négative portée par l’atome résulte de
la présence d’un électron excédentaire de cet atome
qui porte ainsi un doublet non-liant. Cet atome est
donc un site donneur d’un doublet d’électrons.
e. Le brome étant plus électronégatif que le car-
bone, la liaison C—Br est polarisée. L’atome de
brome porte trois doublets non liants (et une
charge partielle négative) et constitue un site
donneur de doublets d’électrons tandis que l’atome
de carbone qui lui est lié est porteur d’une charge
partielle positive et constitue un site accepteur de
doublets d’électrons.
f. Le bromopropène réagit par son site accepteur
de doublet d’électrons.
g.
carbanion B
+
CBr
molécule D
C CN
NC
+Br
−
h. L’étape 3 consiste à ajouter un atome de brome
et un atome d’hydrogène sur deux atomes de car-
bone initialement liés par une double liaison avec
disparition de cette dernière, il s’agit donc d’une
réaction d’addition.
i. L’étape 4 consiste à remplacer l’atome de brome
par le groupe N(CH3)2, il s’agit donc d’une réaction
de substitution.
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Synthèse d’un plastifiant
a.
OOH O
aldéhyde
butanal
2-éthyl-3-hydroxyhexanal
Alcool
aldéhyde
1
b. Au cours de l’étape 2, le groupe OH et un atome
d’hydrogène sont retirés de deux atomes de car-
bone voisins entre lesquels se forme une double
liaison, il s’agit donc d’une élimination. Au cours
de l’étape 3, deux additions de dihydrogène se font
simultanément.
c. Le nickel joue le rôle de catalyseur dans la réac-
tion d’addition du dihydrogène.
d. L’un des réactifs est un alcool et présente donc
un groupe —OH. L’autre réactif est un diacide car-
boxylique et présente donc deux groupes COOH. Le
diester formé présente deux groupes COOR.
e. La formule topologique du diester formé est :
O
OO
O
27
Synthèse de la lidocaïne®
1. Les réactifs possèdent un groupe NH2 d’une
fonction amine et un groupe COOCH3 d’une fonction
ester. Les produits possèdent un groupe CONHR
d’une fonction amide et le groupe OH d’une fonc-
tion alcool.
Remarque : cette molécule se prête à l’introduction
de la notion de noyau aromatique et à sa distinc-
tion avec les alcènes. (Cette notion peut se limiter
au fait que les deux ne mènent pas au même dépla-
cement chimique en RMN).
2.a. La seconde étape correspond à la substitution
de l’atome de chlore par le groupe N(C2H5)2.
b. L’atome d’azote porte une charge partielle δ–,
c’est un site donneur d’électrons. De plus, les deux
atomes de carbone et l’atome d’hydrogène qui lui
sont liés étant moins électronégatif, ils portent une
charge partielle positive. L’atome d’azote constitue
donc un site donneur de doublets d’électrons tandis
que les trois autres atomes mentionnés sont des
sites accepteurs de doublets d’électrons.
c. La molécule A présente cinq liaisons polarisées :
la liaison C—Cl, la liaison double C== O, la liaison
N—H et les deux liaisons C—N. Au vu du produit,
la réaction s’est déroulée au niveau du site accep-
teur que forme l’atome de carbone relié à l’atome
de chlore.