EXERCICE
153
Correction
Enoncé :
Le Florhydral ®, dont la formule est indiquée ci-contre, est un composé utilisé
en parfumerie. Il possède une odeur très florale (muguet, jacinthe) ; il est
également utilisé dans les parfums pour des produits de blanchisserie où une
odeur résiduelle fraîche est désirée. Une synthèse de ce composé est décrite
ci-dessous.
1) Le crotonaldéhyde
est un intermédiaire qui est utilisé dans la synthèse du Florhydral®. Il est obtenu
facilement par un traitement basique de l’éthanal. Sa formule semi-développée
est la suivante : CH3–CH=CH–CHO.
1-1) Donner le nom du crotonaldéhyde en nomenclature systématique.
1-2) Dessiner les
différents stéréoisomères du crotonaldéhyde
en précisant leur stéréochimie.
1-3) Donner les équations des
deux réactions permettant d’obtenir le crotonaldéhyde
à partir de l’éthanal. Préciser le nom de ces réactions et donner le mécanisme
de la première étape.
2) Synthèse d’un précurseur du Florhydral®, le m-nitrocumène (3-nitroisopropylbenzène) B.
2-1) Proposer une synthèse
de B en deux étapes à
partir du benzène, du propène et de réactifs minéraux, en précisant le nom et
l’équation de chaque réaction. Justifier le choix de l’ordre des étapes.
2-2) Indiquer le mécanisme
de la première étape retenue.
3) Obtention du Florhydral®
Le composé B est réduit par l’étain
en présence d’acide chlorhydrique. Après passage en milieu basique, on obtient C.C est dissous dans
l’acide chlorhydrique. On lui ajoute lentement du nitrite de sodium (NaNO2)
tout en maintenant une température inférieure à 5 °C. Il se forme un composé D (non isolé).
On additionne à D du bromure de sodium
ainsi que du bromure de cuivre(I) (CuBr :
catalyseur). Après réaction, on isole un composé E (3-bromoisopropylbenzène).
On introduit le composé E dans une solution contenant du magnésium et du THF (tétrahydrofuranne).
On obtient F.
3-1) Indiquer, les formules
semi-développées des molécules C, D, E et F.
3-2) Dans l’étape C → D, indiquer le réactif
formé quand on ajoute le nitrite de sodium à l’acide chlorhydrique. Détailler
le mécanisme de l’étape C → D.
3-3) Étude de l’étape E → F.
3-3-1) On utilise un
éther cyclique : le THF. Préciser les rôles de ce composé.
3-3-2) Expliquer
pourquoi il est important de travailler en l’absence d’eau et de dioxyde de
carbone. Donner la formule du produit obtenu par réaction de F avec chacune de ces molécules.
3-4)
F,
en présence de bromure de cuivre(I), conduit à un composé organométallique F’ (organocuprate). F’ réagit avec le crotonaldéhyde pour conduire,
après hydrolyse en milieu acide, au (±)-Florhydral ®.
On aurait pu obtenir le (±)-Florhydral® en faisant réagir
directement F sur le crotonaldéhyde. Cependant, en l’absence de bromure de cuivre(I),
le rendement est moins important car il se forme aussi un composé G, isomère du (±)-Florhydral ®. Donner la formule semi-développée du composé G.
Corrigé :
1) 1-1) Le nom systématique du crotonaldéhyde est le but-2-ènal.
1-2)
Isomère (Z) Isomère (E)
1-3)
Etape
1 : Aldolisation
Etape
2 : Crotonisation
2)
Synthèse du m-nitrocumène (3-nitroisopropylbenzène)
(B)
2-1)
Etape
1 :
Etape
2 :
2-2) Mécanisme de l'étape 1 :
3) 3-1)
3-2)
C'est
l'acide nitreux HNO2.
Mécanisme
de l'étape C-D
:
3-3) 3-3-1)
Rôles du THF :
C'est une base de
Lewis qui permet de stabiliser l'organomagnésien et de le dissoudre.
3-3-2)
Avec
l'eau l'organomagnésien est détruit :
Avec
le dioxyde de carbone :
3-4)
Le
composé G résultat d'une addition 1-2 est :