Examen session 2 du 24/01/2011, questions

UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE
LC204 2011-2012
EXAMEN DE CHIMIE ORGANIQUE
24 janvier 2012, session 2 - Durée de l’épreuve : 2 heures
L’épreuve comporte deux problèmes indépendants dont la durée de traitement est fournie à
titre indicatif. Ils seront traités sur deux copies différentes. L’usage des documents est
interdit. Votre copie doit être rédigée à l'encre bleue ou noire uniquement.
Ecrire exclusivement dans les cadres !
Problème 1 (~1h)
La molécule polycyclique 1, possédant une activité antidiabète, est un puissant agoniste des 3 récepteurs qui
régulent le métabolisme des lipides et carbohydrates.
CO2 Et
F3C
La synthèse de 1 débute par la conversion du benzène 2 en
l'alcool 6 par le biais de quatre étapes.
N
O
O
O
1
HNO 3
H 2SO4
2
3
Br
Br
4
a. Mg THF
b. formaldéhyde
c. neutralis.
OMe
5
1.
2.
3.
Br 2
FeBr3 cat.
Br
MeONa
NO2
5
OMe
O
formaldéhyde =
H
6
Donner la structure de 2.
Donner la structure de 3.
Donner la structure de 6.
Après conversion de 6 en l'ester 7, trois étapes permettent d'obtenir l'intermédiaire 10.
H
CO2Me
H3O +
OMe
7
8 C10H10O3
9 C10H12O 3
O
Cl
OMe
10
4.
5.
6.
7.
Donner la structure de 8
Proposer des conditions réactionnelles pour effectuer la transformation 8  9
Donner la structure de 9
Proposer des conditions réactionnelles pour effectuer la transformation 9  10
O
O
Cl
OMe
10
mécanisme réactionnel
11 OMe
12
10 est ensuite transformé en la structure bicyclique 11 par le biais d'une seule transformation. Cette
réaction formera aussi 12, isomère minoritaire de 11.
8.
Proposer dans le cadre le mécanisme de la transformation 10  11 indiquant entre autre le
bilan de la réaction ainsi que l'étape cinétiquement déterminante.
Donner la structure de 12.
La molécule 11 possède un H acide en α du carbonyle. L'indiquer par un astérisque sur sa
formule.
Nommer les groupements fonctionnels présents dans les molécules indiquées ci-dessous:
9.
10.
11.
7
10
11
14
CO2 Et
CO 2Et
CO 2Et
AlCl3
EtSH
neutralis.
OMe
13
OMe
OH
13a
14
Après transformation de 12 en 13, ce dernier est converti en 13a, puis en phénol 14 par le biais d'une
réaction de substitution nucléophile bimoléculaire SN2.
12.
Expliquer en quelques mots la différence entre 13 et 13a.
différence entre 13 et 13a
13.
Sachant que ni le cation méthyle ni le cation phényle sont des espèces thermodynamiquement
stables, proposer un mécanisme réactionnel rendant compte de la transformation 13a  14.
mécanisme 13a  14
CO 2Et
CO2 Et
Br
Br
1
NaH
OH
14.
Br
14
O
15
Donner la formule brute de la molécule cible 1.
formule brute de 1
Problème 2 (Environ 1 heure)
La Platynécine 15 est un alcaloïde qui présente des activités biologiques importantes
(antitumorale et anti-inflammatoire).
La synthèse de ce composé est présentée selon le schéma réactionnel suivant:
O
N
EtO2C
CO2Et
K
O
+
1. tBuOK
3
I
1
7
2. H3O+
8
N
7
O
(b)
9
CO2Et
Cl
4
2
6
EtO
(c)
CO2Et
EtO2C
1. NaBH4
5
O
2.
NH2-NH2
CO2Et
1.NaH
N
2.Neutralisation
C13H19NO5
11
EtO2C
1. KOH
2. H3O+
Δ
12 + CO2
10
(a)
HO
12
1. NaBH4
2. H3O+
HO
COOH
C8H11NO2
N
13
14
OH
réactif(s) ???
N
PLATYNECINE 15
1. Passage de 1 + 2 à 3.
1.1. Ecrire la formule de 3 et le mécanisme probable de sa formation.
1.2. De quel type de mécanisme s’agit-il ?
2. Passage de 3 à 5.
2.1. Quel est le rôle du tertiobutylate de potassium ?
2.2. Quelle est la fonction la plus électrophile dans le composé 4 ? Justifier brièvement.
2.3. Ecrire la formule de 5.
3. Passage de 5 à 7.
3.1.Le composé 5 est traité par l’hydrazine ce qui permet la déprotection de la fonction amine
pour donner l’amine primaire 6 qui n’est pas isolée. Ecrire la formule de 6.
4. Passage de 7 à 10.
4.1. Le dérivé 7 réagit selon un mécanisme similaire à celui mis en jeu lors de la réaction
d’un dérivé carbonylé avec le borohydrure de sodium. Ecrire la formule de 8. De quel type de
réaction s’agit-il ?
4.2. Ecrire les structures limites du composé 9.
5. Passage de 10 à 12.
5.1. Sachant que lorsque 10 est traité par l’hydrure de sodium, le site de déprotonation
majoritaire est celui situé en α de l’ester (a), écrire la formule de 11 et le mécanisme de cette
réaction.
5.2. La transformation de 11 en 12 s’effectue en deux étapes distinctes. Ecrire la formule de
12 et les mécanismes pour chacune de ces deux étapes.
6. Passage de 12 à 15.
6.1. Le traitement de 12 par le borohydrure de sodium suivi d’une hydrolyse acide donne
l’intermédiaire 13 qui conduit spontanément au dérivé tricyclique 14. Ecrire la formule de 14.
6.2. De quelle réaction s’agit-il ?
6.3. Quel(s) réactif(s) permet(tent) d’obtenir 15 à partir de 14 ?