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2016-2017 Les Oses (suite)
Chimie Organique
– UE : –V
Semaine : n°2 (du 12/09/16 au
16/09/16)
Date : 15/09/2016
Heure : de 8h35 à
9h30 Professeur : Pr. Flippo
Binôme : n°44 Correcteur : n°49
Remarques du professeur : pas de remarque.
PLAN DU COURS
I) Acide carbonique et dérivés
A) Propriété
B) Dérivé de l'acide carbonique
II) Le Phosgène
A) Propriété du phosgène
B) Réaction du phosgène avec les alcools
C) Réaction du phosgène avec les amines
D) Le Triphosgène
III) Les Carbonates
IV) Les Urées
A) Propriété de l'Urée
B) synthèse des alkylurées
C) alkylation et acylation de l'urée
D) formation des barbituriques
V) Les Carbamates
A) Propriété et synthèse des carbamates
B) Groupement protecteur le plus courant
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I) Acide carbonique et dérivé
A) Propriété
L'acide carbonique est un acide non isolable.
Il est en équilibre avec deux formes il possède
donc une double acidité (pKa)
L'acide acétique est en équilibre avec l'acétate (pKa = 4,7). si
on le compare à l'acide carbonique on remarque que le pKa
est plus élevé pour l'acide carbonique et le carbonate. Cette
différence de pKa s'explique par les différents équilibres.
L'acide trifluoroacétique a lui un Pka = 0,3 donc comparé a l'acide acétique, l'acide trifluoroacétique est un acide
beaucoup plus fort.
Pour comparé l'acidité, il faut regarder la stabilité de la base conjugué, plus la base conjugué est stable plus
l'acide sera fort.
Un acide fort aura tendance a perdre facilement un proton,la perte de ce proton conduit un une espèce stable, et
donc a un base conjugué stable.
Dans le cas d'un acide faible, la base conjugué formé ne sera pas stable car l'acide aura tendance a garder son
proton.
Ici, l'acide trifluoroacétique possède un groupement CF3 qui
est attracteur d'électron, donc par effet attracteur inducteur les
électrons vont se diriger vers le fluor plus électronégatif.
Il possède également un groupement CH3, qui est lui donneur
par effet inductif, car on aura l'atome de C qui est plus
électronégatif que H.
Les électrons tirées par CF3 vont permettre une stabilisation de la base conjugué (F tire les électrons) et de la
charge négative.
Alors que pour CH3, qui est donneur d'électron, il y aura déstabilisation de la charge négative, la base conjugué
sera plus faible et donc l'acide moins fort.
CH3 donne des électrons par effet inductif, ce qui provoque une déstabilisation de la charge.
Dans le cas de l'hydrogénocarbonate, on a des doublets non liant sur l'oxygène ce qui va donner des électrons par
effet mésomère.
L'effet mésomère est plus fort que l'effet inductif donc on va plus déstabiliser la base conjuguée.
Comme on déstabilise plus cette base conjuguée, on a un acide moins fort et donc le pKa sera plus élevé que
l'acide acétique
Pour la deuxième acidité, on a un O- qui va donner des électrons par effet mésomère ce qui va donner encore plsu
d'électrons donc on va avoir une base conjuguée encore moins stable et donc un acide moins fort et un pKa plus
élevée
B) Dérivé de l'acide carbonique
L'acide carbonique possède plusieurs dérivé.
–Sous forme ester on a l'hydrogénocarbonate d’alkyle (monocarbonate d’alkyle) et le carbonate dialkyle
–sous forme de chlorure d'acide et anhydride d'acides on a le phosgène, le triphosgène, le dicarbonate
d'alkyle et le chloroformiate d'alkyle
II) Le Phosgène
A) Propriété du phosgène
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Le phosgène est un gaz toxique utilisé comme gaz de combat, il est couramment utilisé dans
l'industrie chimique mais nécessite des mesures de sécurité stricte. Le phosgène est dangereux
car il très électrophile donc très réactif avec de nombreux nucléophile (alcool, thiol, amine...).
Sa réactivité provient du fait qu'il possède deux fonction chlorure d'acide.
L'éléctrophilie du C est renforcé par les atomes de chlore qui tirent les électrons vers eux.
Réaction
on aura d'abord attaque du NU sur le carbone électrophile, ce qui fait que les électrons de la double liaison vont se
rabattre vers l'O qui sera chargé négativement.
La formation d'une double liaison nécessité la rupture d'une liaison plus fragile, on a donc rupture de la liaison C-
Cl, et libération de Cl- (qui récupère ensuite un H du nucléophile).
Puis à partir du composé formé ( possède une fonction chlorure d'acide), on aura une nouvelle attaque du C
électrophile par le nucléophile. Le doublet non liant du nucléophile va donner des électrons au C, et donc diminuer
la réactivité du carbonyle réactivité inférieur a celle du phosgène.
La réaction précédente se répète, le composé formé subit une attaque du nucléophile, formation d'un intermédiaire
avec un O- et un Nu+H+. puis formation de la double liaison C = O, et départ du nucléofuge ( jamais de C a 5
liaison), et libération de H-Cl, Le produit final est nouveau composé sans Chlorure.
B) Réaction du phosgène avec les alcools
Formation des chloroformiates. : phosgène + alcool → chloroformiates. (C=O,Cl OR)
→ formation des carbonates ;
chloroformiate + alcool → carbonate +
molécule d'HCl.
→ formation des carbamates : Chloroformiates + amines → carbamates.
Le dnl de l'amine attaque le C
électrophile, rupture de la liaison
Cl-C, libération de Cl- qui forme
une nouvelle liaison avec le H+
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que le N a perdu.
C) Réaction du phosgène avec les amines
→ Formation des isocyanates : phosgène + amine → fonction isocyanate.
Lors de la réaction on a formation d'un intermédiaire avec libération d'une molécule de chlore, N forme une double
liaison avec C et perd un H . Les électrons des doubles liaison remonterons ensuite soit vers O soit vers N. La
fonction isoacyanate est un composé hautement réactif car elle possède un carbone très électrophile,
→ réaction : isocyanate + alcools → carbamates.
Carbone électrophile ; OH avec dnl attaque carbone.
→ Réaction : isocyanates + amine → urées.
D) Le Triphosgène
Le phosgène est un composé utile car sa réaction avec les amines ou les alcools conduit à de
nombreuses fonction chimique différentes. Mais il est très toxique donc en laboratoire on
utilisera du triphosgène qui est un composé cristallins, plus simple a utiliser. (rappel :
phosgène = gaz)
Le triphosgène réagit de la même manière.
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le Nu attaque C, les électrons de la double liaison C=O remonte vers O. on a ensuite formation d'un intermédiaire
par le départ d'un chlore qui permet la formation de la double liaison C= O, et ainsi libération d'une molécule de
phosgène et de l'intermédiaire avec NuH+ (Cl- récupère H+ de NuH+ pour former Cl-H)
puis la réaction se répète avec un deuxième Nu, et formation a la fin d'une molécule de phosgène et de Cl-.
Selon que le Nucléophile est un alcool ou une amine, on formera différente fonction.
–si le Premier et deuxième nucléophile = alcool → formation d'une fonction carbonate
–si le premier Nu = alcool et le deuxième = amine → fonction carbamate
–si le premier et deuxième Nu = amine → fonction urée.
III) Les Carbonates
Synthèse : chloroformiate + alcool → carbonate
Les prodrogue des ces nouvelles molécule peuvent être utilisé comme prodrogue des ac carboxylique.
Exemple de la Bacampicilline
c'est la prodrogue de l'ampicilline qui été largement utiliser pour traiter les infections bactériennes dans les année
60. Cependant l'ampicilline a une faible absorption par voie oral. Pour augmenter son absorption, on a synthétisé
la prodrogue, bacampicilline, en changeant la fonction ac carboxylique par une fonction ester. L'ester peut être
clivé (car lipophile) enzymatiquement, ce qui augmente l'absorption de la prodrogue.
La prodrogue devient active in vivo une fois que l'ester lipophile a été clivé par des estérases. Le clivage conduit a
une molécule d'éthanol et à un carbonate (= dérivé d'ac carbonique), qui se décompose ensuite et donne une
fonction ac carboxylique + une molécule de CO2 + un acétaldéhyde.
Donc l'intérêt de l'utilisation des carbonates, et que l'estérase peut cliver la prodrogue et redonner la molécule
active c'est à dire l'ampicilline.
IV) Les urées
La fonction urée se retrouve dans l'ac barbiturique et l' hydantoines, molécules qu'on retrouvent dans les
médicaments.
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