Correction_CC_2010

UE CHI242
CORRECTION DU CONTROLE CONTINUE DE CHIMIE ORGANIQUE
Mardi 23 mars 2010
Exercice 1 :
La structure de Lewis de l'alloisoleucine, acide aminé naturel, est la suivante:
H
HO2C
C
1
H
2
C
3
C2 H5
NH2 CH3
a- En respectant la numérotation des carbones ci-dessus et en utilisant la
représentation de Newman suivante, donner la configuration des carbones stéréogènes
présents dans cette molécule. (1 point(0,5 par configuration))
H2N
H
C2H5
H
CH3
CO2H
Configuration de l'alloisoleucine : C2 : S et C3 : S
b- Dessiner en représentation de Fischer les quatre stéréoisomères de ce composé et
préciser leur configuration. (3 points (0,5 par dessin et 0, 25 par configuration))
Stéréoisomère 1
Stéréoisomère 2
Stéréoisomère 3
Stéréoisomère 4
CO2H
H
NH2
H
CH3
C2H5
CO2H
H
NH2
H3C
H
C2H5
CO2H
H2N
H
H
CH3
C2H5
H2N
H3C
Configuration :
C2 : R et C3 : R
Configuration :
C2 : R et C3 : S
Configuration :
C2 : S et C3 : R
Configuration :
C2 : S et C3 : S
CO2H
H
H
C2H5
Exercice 2 :
On envisage la réaction de substitution nucléophile d’un chlore par un ion hydroxyde
sur les quatre chloroalcanes suivants :
Réaction 1 :
CH3Cl
+
HO-
CH3OH +
Cl-
Réaction 2 :
CH3
H3C C Cl
CH3
-
+
HO
+
HO-
CH3
H3C C OH +
CH3
Cl-
H
F3C C OH +
CF3
Cl-
Réaction 3 :
H
F3C C Cl
CF3
Réaction 4 :
H
C Cl
H
+
H
C OH +
H
HO-
Cl-
a- Donner la structure des carbocations susceptibles d’être formés au cours de ces
quatre réactions et indiquer les effets électroniques que subissent ces intermédiaires (écrire
toutes les formes limites des carbocations subissant des effets mésomères) :
Structure et effets Structure et effets Structure et effets
électroniques
électroniques
électroniques
Carbocation 1
Carbocation 2
Carbocation 3
H
C
CH3
C
CH3
H3C
F3C
H
C
CF3
Structure et effets électroniques
Carbocation 4
CH2
CH2
H
H
3 effets inductifs 2 effets inductifs
Aucun
effet donneurs
attracteurs
électronique
++
1 point
1 point
1 point
CH2
CH2
Effet mésomère qui réparti la
charge sur un grand nombre
d’atomes.
1,5 point
b- Classer les quatre carbocations par ordre de stabilité croissante : 0,5 point
2<1<3≅4
c- Deux de ces réactions se font suivant un mécanisme SN1 et les deux autres suivant
un mécanisme SN2. En justifiant votre réponse indiquer le mécanisme impliqué dans chacune
des réactions. 1 point (0,25 point par réaction)
Réaction 1
Mécanisme : SN2
Réaction 2
Mécanisme : SN1
Réaction 3
Mécanisme : SN2
Justification
Le carbocation est Justification :
Le
carbocation stabilisé donc se Le
carbocation
intermédiaire n’est formera.
intermédiaire n’est
pas
suffisamment
pas
suffisamment
stable pour se former
stable pour se former
Justification :
Exercice 3 :
Réaction 4
Mécanisme : SN1
Justification :
Le carbocation est
stabilisé donc se
formera.
Lors de la protonation d’un amide, l’attaque de H+ peut s’imaginer sur l’azote ou sur
l’oxygène.
a- Ecrire les réactions envisagées sur CH3CONH2 :
Réaction de protonation sur l’azote :
H3C
H3C
O
C
+
O
C
H+
NH3
NH2
0,5 point
Réaction de protonation sur l’oxygène :
H
H3C
O
H3C
C
+
O
C
H+
NH2
NH2
0,5 point
bLa protonation se fait toujours sur l’oxygène et jamais sur l’azote. Justifier
cette observation Ecrire les réactions envisagées sur CH3CONH2 :
La mésomérie dans l’amide de départ montre que la densité électronique sur l’oxygène est
supérieure à celle de l’azote :
H3C
NH2
R
NH2
C
C
O
O
1 point
D’autre part, l’acide conjugué résultant de la protonation sur l’oxygène est stabilisé par
mésomérie contrairement à celui résultant d’une protonnation sur l’azote.
R
NH2
R
NH2
C
C
O
O
H
H
1 point
Exercice 4 :
Soit le composé de formule brute C6H12O2 :
1- Quel est l’indice d’insaturation correspondant à la formule brute de ce composé ?
II = 1 0,5 point
2- Quelles sont les fonctions susceptibles d’être présentes dans cette molécule ?
Acide ou ester sont les plus probables. 0,5 point
3- Interpréter ses spectres IR, RMN1H et RMN13C et donner sa formule semi développée :
a) Spectre Infra rouge :
3000
cm-1
2000
1500
1000
500
1 point
b) Spectre RMN du proton :
I=6
I=3
5.50
I=1
5.00
I=2
4.50
4.00
Intégrale : 0,5 point
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
Déplacements chimiques : 1 point couplage : 1 point
Interprétation du spectre RMN 1H :
c) Spectre RMN du carbone :
Q
D
Q
T
S
175
150
125
100
75
50
25
Interprétation du spectre de RMN 13C :
Couplage : 1 point
Déplacements chimiques : 0,5 point
Formule : 1 point
ppm
H2
C
H3C
O
C
O
CH3
CH
CH3