EXERCICE 166
Correction
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 :
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 :
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 :
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).
1-2)
1-3) Il se produit une réaction acide-base.
2) 2-1)
2-2) 2-2-1)
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)
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)
3-1-2)
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)
3-2-2)
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)
3-4) 3-4-1) Formule semi-développée du méthanal
:
3-4-2) La réaction mise en jeu est
une aldolisation.