EXERCICE 151

EXERCICE 151

Une des synthèses de la méthadone, produit utilisé dans la désintoxication des toxicomanes (molécule ayant des propriétés similaires à celles de la morphine), est la suivante :

Etape 1 : Le point de départ de la synthèse est la formation d'un carbanion (B) à partir du 2,2-diphényléthanenitrile (molécule A) :

Etape 2 : Par réaction de (B) sur le 3-bromoprop-1-ène (réaction (2)), on obtient par substitution nucléophile, le 2,2-diphénylpent-4-ènenitrile : composé (D) :

Etape 3 : L'action de HBr sur (D) est une addition régiosélective (qui obéit à la règle de Markovnikov) sur la double liaison carbone-carbone :

Etape 4 : La réaction d'Hofmann entre (E) et une amine, la N-méthylméthanamine (réaction (4)) permet la formation d'un composé (F) :

Etape 5 : La dernière étape conduit, par action d'un organomagnésien suivi de deux hydrolyses (réactions (5)) à la méthadone :

1) Obtention de (A) puis étape 1 :
1-1) Pour obtenir la molécule (A) on peut faire réagir par réaction de Friedel et Crafts (alkylation) le 2-bromo-2-phényléthanenitrile sur le benzène ; donner l'équation correspondant à cette réaction en précisant le catalyseur utilisé.
1-2) Dans la molécule (A), l'hydrogène en a du groupe fonctionnel nitrile (-CN) est très acide, le carbanion (B) qui résulte de son départ par l'action d'une base forte (réaction (1)) est en effet stabilisé par la présence des deux noyaux aromatiques et par la présence du groupe fonctionnel. Donner la formule du carbanion (B).

2) Etape 2 :
2-1) Donner la formule du 3-bromoprop-1-ène.
2-2) Ecrire à l'aide de formules l'équation de la réaction (2).

3) Etape 3 :
3-1) Enoncer la règle de Markovnikov.
3-2) Ecrire l'équation de la réaction (3) en remplaçant les lettres (D) et (E) par la formule des molécules qu'elles représentent.

4) Etape 4 :
    4-1) Quelle est la classe de la N-méthylméthanamine ?
    4-2) Ecrire l'équation de la réaction entre le composé (E) que l'on écrira R-Br et la N-méthylméthanamine.
    4-3) Donner la formule du composé (F).
    4-4) Cette réaction est-elle une addition électrophile, une addition nucléophile, une substitution électrophile, une substitution nucléophile ou une élimination ?

5) Etape 5 :
5-1) L'organomagnésien utilisé est le bromure d'éthylmagnésium ; donner sa formule.
5-2) Ecrire l'équation de la réaction permettant de préparer cet organomagnésien en précisant les réactifs utilisés, le milieu nécessaire et les conditions opératoires.

6) Stéréoisomérie :
    6-1) La molécule de la méthadone est-elle optiquement active ? justifier.
    6-2) Représenter en représentation de Cram le stéréoisomère (R) en précisant les règles utilisées.
    6-3) Les stéréoisomères (R) et (S) de la méthadone sont-ils des énantiomères ? Justifier.
    6-4) Le composé lévogyre est environ deux fois plus actif comme médicament que le racémique. Qu'est-ce qu'un composé lévogyre ? Qu'est-ce que le racémique ?

Données :
Numéros atomiques : H (Z = 1) C (Z = 6) N (Z = 7)