EXERCICE 166

Correction


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Enoncé :

Synthèse d'un précurseur de médicament

Le xamotérol ® est un exemple de β-bloquant de deuxième génération utilisé pour traiter certains problèmes cardiaques. On propose ici une synthèse d'un précurseur de ce médicament.

Données :

Elément

H

C

N

O

Numéro atomique

1

6

7

8

1) Synthèse de l'aniline en deux étapes à partir du benzène :

            1-1) Préciser les conditions opératoires et écrire l'équation de la réaction qui permet d'obtenir du nitrobenzène (C6H5NO2) à partir du benzène (C6H6).

 

L'aniline (C6H5NH2) se prépare à partir du nitrobenzène en deux étapes :

            - étape 1 : réaction du nitrobenzène avec l'étain (Sn) en milieu acide ;

            - étape 2 : ajout de soude (hydroxyde de sodium en solution) au milieu réactionnel.

On considère que les couples d'oxydo-réduction mis en jeu dans l'étape 1 sont (C6H5NO2 /C6H5NH3+ ) et (Sn4+/Sn).

            1-2) Ecrire les demi-équations électroniques et l'équation de la réaction de l'étape 1.

            1-3) Ecrire l'équation de la réaction qui se produit lors de l'étape 2 ; préciser la nature de cette réaction.

2) Synthèse de la 4-hydroxyacétanilide (E).

La molécule à synthétiser est :

4HYDROXYACETANILIDE.gif

Cette synthèse se fait en plusieurs étapes.

On fait réagir l'aniline avec le chlorure d'éthanoyle pour obtenir le produit (A).

            2-1) Ecrire l'équation de la réaction et nommer (A).

            2-2) On effectue une nitration de (A).

                        2-2-1) Donner la formule semi-développée des deux isomères (B) et (B') obtenus.

                        2-2-2) Justifier brièvement l'orientation de la réaction.

            2-3) Donner le nom de l'isomère (B) à utiliser pour poursuivre la synthèse conduisant à (E).

            2-4) On obtient (E) par la suite réactionnelle suivante :

CORREX1661.gif

                        2-4-1) Donner les formules semi-développées de (C) et de (D).

                        2-4-2) Indiquer le nom de la réaction permettant le passage de (C) à (D).

                        2-4-3) En même temps que (E) il se forme un gaz : donner la formule de ce gaz.

3) Synthèse d’un précurseur H du xamotérol®

3-1) La formule de (H) est :

CORREX1662.gif

3-1-1) Recopier la formule de (H) et indiquer la position de l’unique atome de carbone asymétrique de (H).

3-1-2) Donner la configuration absolue (R ou S) de cet atome de carbone asymétrique. Justifier la réponse en indiquant l’ordre de priorité des substituants.

3-2) Le composé (E) réagit avec le 2-bromoéthan-1-ol, en milieu basique, pour donner (F) (C10H13NO3).

3-2-1) Donner les formules semi-développées du 2-bromoéthan-1-ol et de (F).

3-2-2) Écrire l’équation de la réaction mise en jeu en tenant compte du caractère basique du milieu réactionnel.

3-3) (F) est oxydé pour donner un composé (G) qui donne un test positif à la 2,4-DNPH.

3-3-1) Indiquer l’information obtenue grâce au test à la DNPH.

3-3-2) Donner la formule semi-développée de (G).

3-4) (G) réagit avec le méthanal en milieu basique. On obtient (H).

3-4-1) Donner la formule semi-développée du méthanal.

3-4-2) Indiquer le nom du type de réaction mise en jeu.


Correction :

1)         1-1) On obtient le nitrobenzène à partir du benzène en faisant réagir celui-ci et le mélange HNO3 concentré, H2SO4 concentré, à température modérée (il faut verser lentement les acides).

Image15

            1-2)

CORREX1663.gif

1-3) Il se produit une réaction acide-base.

CORREX1664.gif

2)         2-1)

CORREX1665.gif

            2-2)      2-2-1)

CORREX1666.gif

                        2-2-2) Le groupement -NHCOCH3 fixé sur le noyau benzénique augmente la densité électronique du cycle en position ortho et para (il appartient au premier groupe des règles de Hollemann) ; il favorise donc une deuxième substitution et oriente la fixation du substituant dans ces positions.

            2-3) Le composé B ci-dessus représenté est le 4-nitroacétanilide.

            2-4)      2-4-1)

CORREX1667.gif

                        2-4-2) La réaction permettant le passage de C à D est la diazotation.

                        2-4-3) En même temps que E il se forme du diazote (N2).

3)         3-1)      3-1-1)

XAMOTEROL1.gif

                        3-1-2)

XAMOTEROL2.gif

La numérotation des atomes de premier rang liés au carbone asymétrique se fait par ordre de numéro atomique décroissant (1 pour O car le Z est le plus grand).

En plaçant son œil dans l'axe C* -> 4 de C vers 4 on voit que les numéros 1, 2, 3 se placent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre…Configuration S.

            3-2)      3-2-1)

CORREX1668.gif

                        3-2-2)

CORREX1669.gif

            3-3)      3-3-1) Le test positif à la 2,4-DNPH indique que le composé formé est un composé carbonylé (aldéhyde ou cétone).

                        3-3-2)

CORREX16691.gif

3-4)      3-4-1) Formule semi-développée du méthanal :

CORREX16692.gif

            3-4-2) La réaction mise en jeu est une aldolisation.


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