A. Réactivité du phénol et de ses déri- vés

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Corrigé de l’épreuve C de l’année 2013,Agrégation de Sciences Physiques,

Option ChimieCe corrigé est proposé par Christelle Serba, je tiens à remercier Aline Schmitt

pour son aide précieuse. Si vous voyez une erreur, envoyez un mail à agregation-chimie#free.fr avec un @ à la place du #. J’essaierai de les corriger le plus vitepossible.

Cette correction est mise à disposition selon les termes de la Licence CreativeCommons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification 3.0non transposé.

A. Réactivité du phénol et de ses déri-vésI. Le phénol à l’état naturel : quelques applications

I.1. Phénols et polyphénolsI.1.a. Le motif phénol est contenu dans beaucoup de produits naturels, dont les

tanins ou encore les oestrogènes.I.1.b. Les polyphénols se retrouvent en grande quantité dans le café ou le thé.I.1.c. Le couple rédox associé au phénol est le suivant

I.1.d. Le pKa du couple phénol/phénolate est autour de 10 alors que celui ducouple cyclohexanol/cyclohexanolate est autour de 16. En effet, le phénolateest stabilisé par mésomérie contrairement au cyclohexanolate.

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I.2. Phénols et matériauxI.2.a. Le matériau obtenu est un polymère formo-phénolique.Remarque : ces polymères sont également connus sous le nom de phénoplastes.I.2.b. Le mécanisme de la réaction entre le phénol et le formaldéhyde en milieu

basique aqueux est le suivant

Il est possible d’obtenir deux produits, celui de l’attaque du phénolate enortho ou en para.

I.2.c. Plusieurs dimères peuvent se former. D’une part, la molécule obtenue enI.2.b peut réagir sur elle-même (par attaque du phénolate ou de l’alcoolateprimaire) ou avec une nouvelle molécule de phénol. Pour plus de lisibilité,le mécanisme n’est représenté qu’avec l’isomère ortho du substrat de départ.Les mêmes réactions se produisent avec l’isomère para.

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Au final, voici la liste de tous les dimères protonés pouvant se former

I.2.d. Il n’est a priori pas nécessaire d’être en milieu basique pour avoir poly-mérisation puisqu’elle se produit également en milieu acide. Le phénol et leformaldéhyde réagissent selon une réaction de substitution électrophile aro-matique en ortho ou en para. Le produit résultant est très instable en milieuacide et forme un carbocation primaire stabilisé par conjugaison. Ce carbo-cation peut ensuite être attaqué par une autre molécule de phénol selon uneréaction de substitution électrophile aromatique en ortho ou en para égale-ment. La polymérisation continue ensuite sur les différents sites du noyau

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aromatique.

Remarque : les polymères formo-phénoliques synthétisés en milieu basique sontappelés résoles et ceux formés en milieu acide, novolaques.I.2.e. Le tétramère formé a pour structure

Il appartient à la famille des calixarènes. Ces molécules peuvent servir derécepteurs pour, par exemple, extraire des molécules d’intérêt.

Remarque : le terme calixarène vient du terme "calice" pour la forme de vase dela molécule et "arène" pour la nature des parois du vase qui sont composés denoyaux aromatiques. Ils ont été inventés en 1975 par David Gutsche.

I.2.f. La bande de vibration d’élongation à 3150 cm−1 correspond à la vibrationde la liaison O-H. Elle est abaissée par rapport au cas général, autour de3300 cm−1. Ceci est dû à la formation de liaisons hydrogène intramolécu-laires entre les différents groupes hydroxyle très proches spatialement. Ainsi,la force de la liaison O-H diminue et le nombre d’onde associé décroît.

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II. Fonctionnalisation de dérivés aromatiques hydroxy-lés

II.1. Bromation du phénolII.1.a. La structure du produit 1 est la suivante

Remarque : le spectre RMN montre deux doublets aromatiques intégrant chacunpour 2 et un singulet intégrant pour 1 vers 5 ppm. Le singulet correspond auproton porté par l’alcool et les doublets aromatiques impliquent la présence dedeux couples de protons équivalents. La bromation se fait donc en para.II.1.b. Il s’agit d’une substitution électrophile aromatique SEAr.II.1.c. Le mécanisme de la réaction conduisant à 1 est

La substitution électrophile aromatique est sous contrôle cinétique et la pre-mière étape possède un état de transition tardif. D’après le postulat de Ham-mond, la régiosélectivité peut s’expliquer en observant la stabilité relative desdifférents intermédiaires de Wheland formés par une attaque en para, ortho ouméta.

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Le groupe hydroxyle est mésomère donneur. D’après les formes mésomèresde l’intermédiaire de Wheland, ce groupement favorise les orientations or-tho et para. De par l’encombrement de la position ortho, la position para estprivilégiée.

II.1.d. Les conditions usuelles de bromation du benzène impliquent du dibromeet un acide de Lewis, tel que FeBr3 ou AlCl3 pour accélérer la réaction. Dans lecas du phénol, le groupe hydroxyle mésomère donneur active le cycle aroma-tique pour la substitution électrophile aromatique. L’emploi d’un catalyseurn’est donc pas nécessaire.

II.1.e. Il est possible de réaliser la bromation de l’aniline dans les mêmes condi-tions que celles du phénol. Cependant, le groupe amino active beaucoup plusle cycle aromatique que le groupe hydroxyle grâce à effet mésomère donneurplus fort de l’azote. Ainsi, la bromation est très rapide et se fait en ortho et enpara, ce qui mène directement à la tribromoaniline. Il est usuel de protégerl’amine lorsque l’on veut effectuer une bromation sélective en para.

II.2. Acylation du phénolII.2.a. La structure de la phénolphtaléine est la suivante

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Remarque : le nom "phénolphtaléine" est la contraction de "phénol" et "anhydridephtalique", le nom des deux composés dont la phénolphtaléine est issue. Elle aété synthétisée pour la première fois en 1871 par Alfred von Baeyer.II.2.b. Un mécanisme possible pour la formation de la phénolphtaléine est

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Il s’agit d’une double substitution électrophile aromatique accompagnée del’élimination d’une molécule d’eau.

II.2.c. La phénolphtaléine est habituellement utilisée comme indicateur coloréacido-basique. En milieu basique, les groupements phénol sont déprotonéset les charges négatives résultantes sont délocalisées sur une grande partiede la molécule, ce qui explique l’absorption du dianion dans le visible. Enmilieu très basique, il y a attaque d’un ion HO− qui brise cette délocalisationsur les deux cycles. Le composé redevient incolore. De même, en milieu acide,la phénolphtaléine est incolore du fait de la faible délocalisation mais en mi-lieu très acide, un carbocation tertiaire peut se former. La lacune électroniquepermet d’augmenter la délocalisation, ce qui se traduit par une absorptiondans le visible et une couleur orange apparente.

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II.3. Réaction de Reimer-TiemannII.3.a. L’électrophile généré in situ est un carbène électrophile de Fischer. Les

atomes de chlore électronégatifs sont inductifs attracteurs et abaissent l’or-bitale la plus basse vacante du carbène le rendant électrophile.

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Un mécanisme pour sa formation est le suivant

II.3.b. D’après le spectre RMN 13C, le composé 3 comporte 7 atomes de carbone,dont 6 aromatiques (159,7 à 115,3 ppm) et 1 participant à une double liaisonC=O (190,4 ppm). Le spectre RMN 1H indique la présence de 5 protons, dont3 aromatiques, 1 d’un groupe hydroxyle et 1 d’une fonction aldéhyde. Lespectre IR montre la présence d’une liaison O-H (3200 cm−1), d’une liaisonC=O (1680 cm−1) et d’une liaison Ctét-H (2850 cm−1).La structure du composé 3 est alors

Attribuons les signaux RMN 1H pour vérification.

δ (ppm) Multiplicité Constante(s) decouplage (Hz) Intégration Attribution Justifications

11,70 s large 1 OH Proton d’un groupehydroxyle.

9,92 s 1 H1′ Un proton d’unefonction aldéhyde.

7,80 d 2,0 1 H6 Un proton aroma-tique couplant avecun autre en méta.

7,62 dd 7,8 et 2,0 1 H4 Un proton aroma-tique couplant avecun proton en ortho eten méta.

6,87 d 7,8 1 H3 Un proton aroma-tique couplant avecun proton en ortho.

Remarque : d’après les informations spectrales fournies, il est également possibled’envisager le produit possédant l’aldéhyde en position 6. Cependant, l’hydroxyleest un meilleur groupe ortho/para orienteur que -Cl.II.3.c. Avant traitement acide, le composé 2 a pour structure

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II.3.d.II.3.d.1 Le tritium est un des isotopes de l’hydrogène, 3H. Son noyau com-porte un proton et deux neutrons. Cet isotope a la particularité d’être radio-actif. Il est donc possible de détecter la molécule le comportant en analysantses radiations.II.3.d.2 La première expérience montre que l’eau est déprotonée à un momentdonné. La deuxième expérience montre que le proton en ortho de l’hydroxyleest éliminé et n’est pas réincorporé par la molécule. Il y a donc échange entrece proton et un de l’eau. Un mécanisme possible pour la formation de 2 estalors

II.4. Réaction d’allylation et applicationsII.4.a. D’après la donnée du rapport frontal et le mélange de solvants utilisé, le

composé peut être considéré comme peu polaire. Il est possible de le pu-rifier par chromatographie sur colonne en utilisant un éluant suffisammentapolaire pour effectuer une séparation efficace, soit par exemple un mélangeéther diéthylique/pentane 5/95. En effet, l’éther diéthylique est moins po-laire que l’acétate d’éthyle.

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Remarque : l’hexane est un solvant très toxique dont l’utilisation est évitée en la-boratoire. On lui préfère le pentane, l’heptane ou le cyclohexane.

II.4.b. Le spectre RMN 1H indique la présence de 4 protons aromatiques, 3 pro-tons éthylèniques et 2 protons alkyles déblindés. Le spectre IR montre la pré-sence de liaisons Ctri-H (3100 et 3045 cm−1), ainsi que d’une double liaisonC=C (1650 cm−1). La structure de 4 est alors

II.4.c. Les vibrations de valence à 3100 et 3045 cm−1 correspondent aux vibra-tions d’élongation des liaisons Ctri-H. La vibration de valence à 1650 cm−1

correspond à la vibration d’élongation de la double liaison C=C terminale.

II.4.d. Attribuons les différents signaux du spectre RMN 1H de 4.

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2013C CORRIGÉ 13


7,05-6,80 m 4 H2, H3, H5 et H6 Quatre protons aro-matiques.

6,15-5,95 m 1 H8 Un proton éthylè-nique couplant avecquatre protons, H7et H9.

5,45 dd 14,0 et 2,0 1 H9a Un proton éthylè-nique couplant avecun proton en trans,H8, et un protongéminé, H9b.

5,30 dd 9,0 et 2,0 1 H9b Un proton éthylè-nique couplant avecun proton en cis, H8,et un proton géminé,H9a.

4,50 d 4,5 2 H7 Deux protons équi-valents en α d’unoxygène couplantavec H8.

II.4.e. Le carbonate de potassium est une base non nucléophile qui n’entrera pasen compétition avec le phénolate pour la substitution nucléophile sur le bro-mure d’allyle.

II.4.f. Le lavage basique permet d’éliminer le phénolate (espèce chargée) quin’aurait pas réagit avec le bromure d’allyle.

II.4.g. D’après le spectre RMN 1H, le composé 5 comporte 3 protons aromatiques,3 protons éthylèniques et 2 protons alkyles déblindés. Le spectre IR montrela présence d’une liaison O-H (3345 cm−1), de liaisons Ctri-H (3045 cm−1) etd’une double liaison C=C (1650 cm−1). La structure de 5 est alors

Attribuons les signaux du spectre RMN 1H pour vérification.

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6,85-6,65 m 3 H3, H5 et H6 Trois protons aroma-tiques.

6,10-5,90 m 1 H8 Un proton éthylè-nique couplant avecquatre protons, H7et H9.

5,15 d 8,6 1 H9a Un proton éthylè-nique couplant avecun proton en cis, H8,et un proton géminé,H9b.

5,13 d 15,6 1 H9b Un proton éthylè-nique couplant avecun proton en trans,H8, et un protongéminé, H9a.

3,35 d 7,5 2 H7 Deux protons équi-valents couplantavec H8.

II.4.h. Il s’agit d’une transposition de Claisen dont le mécanisme est le suivant

II.4.i. Après ajout de la solution aqueuse de soude, le composé 5 est déprotonéet passe donc en phase aqueuse alors que le produit de départ, s’il en reste,demeure en phase organique. Puis, la phase aqueuse est acidifiée et le com-posé 5 reprotoné. Il passe alors en phase organique. Ces différents traitementsont permis de séparer le produit désiré du produit de départ en jouant sur lecaractère acido-basique du phénol 5.

II.4.j. La structure du composé 7 est la suivante

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Il résulte d’une réaction de protection, d’une hydroboration et d’une oxyda-tion.

II.4.k.II.4.k.1 Le traitement à 0°C en présence de peroxyde d’hydrogène déprotonépar la soude sert à oxyder l’intermédiaire organoboré en libérant l’alcool sou-haité 7 et de l’acide borique B(OH)3.II.4.k.2 Le lavage à la saumure sert à présécher la phase organique. En ef-fet, la saumure est une solution saturée de NaCl. Les ions cherchent donc às’entourer de molécules d’eau et captent facilement celles qui sont restées enphase organique.

II.4.l. La structure de 8 et de son précurseur sont les suivantes

Le composé 8 résulte d’une oxydation de 7 en aldéhyde suivie d’une réactionde Wittig.Un mécanisme possible pour sa formation est le suivant

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Lors de la réaction de Wittig, l’ylure de phosphore utilisé est stabilisé. Ladouble liaison formée est donc de configuration E.

II.4.m. Le méthanol sert à consommer l’excès d’hydrure de diisobutylaluminium.La solution aqueuse de tartrate de potassium permet de chélater l’aluminium,le faisant ainsi passer facilement en phase aqueuse et en évitant ainsi touteémulsion lors du traitement du brut réactionnel.

II.4.n. L’étape permettant de passer de 9 à 10 est une réaction de déprotectionde l’éther silylé. Les ions fluorure réagissent facilement sur le silicium pourformer l’une des liaisons les plus fortes, la liaison Si-F (800 kJ.mol−1).

II.4.o. La réaction de protection permet d’éviter plusieurs réactions secondairestelles qu’une coordination du phénol sur le borane, une transestérificationintramoléculaire après la réaction de Wittig, une déprotonation par l’ylure dephosphore et l’hydrure de diisobutylaluminium et donc consommation d’unéquivalent de réactif.

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II.4.p. La structure du composé 10 est la suivante

II.4.q. Le composé 11 résulte d’une époxydation asymétrique de Sharpless, sui-vie d’une ouverture d’époxyde en milieu basique aqueux. Le tétraisopro-poxyde de titane se chélate avec le (-)-tartrate de diéthyle pour former uncomplexe chiral qui catalyse la réaction. Le (-)-tartrate de diéthyle apportel’information chirale qui permet une époxydation énantiosélective. L’hydro-peroxyde de tert-butyle est l’oxydant de la réaction. Enfin, la soude permetde déprotoner le phénolate qui ouvre ensuite l’époxyde.

II.4.r. La solution aqueuse de fer (II) et d’acide tartrique permet de réduire l’excèsd’hydroperoxyde de tert-butyle.

Remarque : la solution doit être fraichement préparée car le fer (II) est peu stableen solution.II.4.s. Une séquence réactionnelle plus courte permettant de passer de 5 à 11 est

proposée ci-dessous. Elle permet en fait de passer de 6 à 8 en deux étapes aulieu de trois, en utilisant d’abord un couplage par métathèse, puis une isomé-risation par déprotonation en α du carbonyle suivie d’une reprotonation en γpour obtenir l’ester conjugué plus stable.

II.4.t. Le mécanisme de la réaction de formation de 12 est le suivant

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La réaction a lieu sur l’alcool primaire, le moins encombré.II.4.u. Le lavage avec une solution aqueuse de sulfate de cuivre permet de retirer

la pyridine de la phase organique. En effet, la pyridine se complexe au cuivrepassant ainsi en phase aqueuse.

Remarque : la pyridine est très toxique. Il est donc préférable d’éviter de l’éliminerà l’évaporateur rotatif.II.4.v. Pour sécher une phase organique, il est possible de pré-sécher avec une

solution aqueuse de NaCl saturée, puis de sécher sur sulfate de sodium an-hydre. La solution aqueuse de NaCl saturée attire les molécules d’eau poten-tiellement présentes dans la phase organique afin de pouvoir mieux solvaterles ions sodium et chlorure. Le sulfate de sodium solide est capable de com-plexer l’eau et de la retenir. Il est également possible d’éliminer les dernièrestraces d’eau à l’évaporateur rotatif.

II.4.w. La structure de 13 est la suivante

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Il résulte d’une substitution nucléophile par l’azoture de sodium.II.4.x. La structure de 14 est la suivante

Il a été obtenu par une réduction de Staundinger dont le mécanisme est lesuivant

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II.4.y. Attribuons les signaux du spectre RMN 1H de 14.

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2013C CORRIGÉ 21


7,05-6,90 m 3 H6, H7 et H8 Trois protons aroma-tiques.

4,25-4,05 m 2 H2 et H3 Deux protons en αd’un oxygène.

3,55 dd 12,3 et 2,3 1 H1a Un proton en α d’unazote couplant avecun proton géminé,H1b, et H2.

3,17 dd 12,3 et 6,0 1 H1b Un proton en α d’unazote couplant avecun proton géminé,H1a, et H2.

2,97 t 7,0 2 H5 Deux protons en αd’un cycle aroma-tique couplant avecdeux protons, H4.

2,35-2,20 m 1 H4a Un proton alkyle.

2,00-1,85 m 1 H4b Un proton alkyle.

Remarque : les couples de protons en 5, 4 et 1 sont diastéréotopiques.II.4.z. La structure de 15 est la suivante.

Il s’agit de l’énantiomère de 11.II.4.aa Le composé 16 a pour structure

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Un mécanisme expliquant sa formation est

Il s’agit d’une réaction de Mitsunobu où s’opère une inversion de configura-tion du carbone subissant la substitution nucléophile.

II.4.bb La structure de 17 est

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2013C CORRIGÉ 23

II.4.cc Le composé 19 a pour structure

II.4.dd La structure du nébivolol est la suivante

II.4.ee L’éthérate diéthylique de trifluorure de bore est un acide de Lewis qui sertde catalyseur en activant l’époxyde.

II.5. Réaction de SmilesII.5.a. Les signaux à 3094 et 3002 cm−1 correspondent à la vibration d’élongation

des liaisons Ctri-H. Le signal à 2958 cm−1 est issu de la vibration d’élonga-tion des liaisons Ctét-H. Enfin, le signal à 1700 cm−1 est celui de la vibrationd’élongation de la liaison double C=O du carbonyle.

II.5.b. Attribuons les signaux des spectres RMN 1H et 13C

Attribuons les signaux RMN 1H pour vérification.

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7,89 dd 5,1 et 1,5 1 H7 ou H9 Un proton aroma-tique d’un noyau py-ridine couplant avecun proton en ortho etun proton en méta.

7,36-7,21 m 5 HBn Cinq protons aroma-tiques.

7,14 dd 8,1 et 1,5 1 H7 ou H9 Un proton aroma-tique couplant avecun proton en ortho etun proton en méta.

6,89 dd 8,1 et 5,1 1 H8 Un proton aroma-tique couplant avecdeux protons en or-tho, H7 et H9.

5,12 s 2 H1′ Deux protons équi-valents en α d’unazote et d’un groupearomatique.

5,00 q 6,9 1 H3 Un proton en α d’uncarbonyle et d’unoxygène, couplantavec trois protonséquivalents, H3′ .

1,71 d 6,9 3 H3′ Trois protons équi-valents alkyles.

Remarque : les carbones H7 et H9 ne sont pas évidents à attribuer. L’azote devraitdéblinder le proton H7 mais l’oxygène en ortho tend à déblinder H9.

Attribuons les signaux RMN 13C pour vérification.

δ (ppm) Attribution Justifications

166,0 C-2 Carbone participant à un groupe carbonyle.

151,3 C-5 Carbone aromatique déblindé par un oxygène et un azote.

141,7 C-7 Carbone aromatique déblindé par un azote, en ortho d’unnoyau pyridine.

135,1 CBn Carbone benzènique quarternaire.

128,9 à 118,7 CBn, C-10, C-9 et C-8 Carbones aromatiques.

73,8 C-3 Carbone déblindé par un oxygène et un carbonyle.

44,9 C-1’ Carbone déblindé par un azote.

17,0 C-3’ Carbone alkyle.

Remarque : le groupement benzène comporte deux groupes de deux atomes decarbone équivalents et donne alors seulement 4 signaux en RMN 13C. Les signauxentre 128,9 et 118,7 sont trop proches pour être attribués individuellement.II.5.c. Un mécanisme possible pour cette réaction est

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2013C CORRIGÉ 25

La première étape est une éthérification de type Williamson suivie du réar-rangement de Smiles qui n’est autre qu’une substitution nucléophile aroma-tique intramoléculaire. Puis, une deuxième SNAr a lieu pour conduire au se-cond cycle.

II.5.d. L’acétonitrile est un solvant très polaire, non protique et non coordinantqui favorise les intermédiaires et les états de transition chargés comme c’estle cas ici. De plus, étant très polaire, il solubilise mieux les sels de carbonate.

II.5.e. Le mécanisme implique une déprotonation du phénol (pKa= 10) pourexacerber sa nucléophilie. Le carbonate (pKa= 10) est donc suffisammentbasique pour qu’un équilibre acido-basique s’établisse, cet équilibre étant en-suite déplacé par le reste du mécanisme. Il s’agit également d’une base nonnucléophile.De plus, on note l’importance du contre-ion. Plus le cation est mou, plus soninteraction avec l’oxygène, qui est dur, sera faible. L’oxygène sera donc plus

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nucléophile. En outre, plus le contre-ion est mou, plus le sel de carbonate serasoluble dans le solvant organique.

B. Application synthétique. L’oxyda-tion de dérivés phénoliques comme pointde départ pour la synthèse de compo-sés naturelsIII. Etude autour de la synthèse de la (±)-nisamycine

III.1. •III.1.a. La configuration absolue des centres stéréogènes de la (-)-nisamycine est

déterminée d’après les règles de Cahn, Ingold et Prelog.

Le symbole (±) signifie racémique.

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2013C CORRIGÉ 27

III.1.b. Un système de "chauffage à reflux" permet d’accélérer la réaction touten conservant le même volume de solvant et en gardant une températureconstante.

III.1.c. Le composé 1 a pour structure

Il résulte d’une réaction de protection de la fonction amine sous forme decarbamate selon le mécanisme suivant

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III.1.d. Une voie de synthèse possible de la 2,5-diméthoxyaniline comprend unenitration du noyau aromatique, suivie d’une réduction pour mener à l’aminecorrespondante.

III.2. •III.2.a. Dans le diacétate d’iodobenzène, l’iode a une valence de 3 et est au degrés

d’oxydation +I. L’iode est ici hypervalent car il déroge à la règle de l’octet, ilest entouré de 10 électrons. Il lui est possible de ne pas respecter la règle del’octet car il présente des orbitales 5d vides, d’après sa configuration électro-nique à l’état fondamental

[I] : [Kr] 4d10 5s2 5p5

Dans la théorie VSEPR, ce composé est de type AE2X3. Il présente donc unegéométrie en forme de T.

Remarque : pour rappel, les électronégativités de Pauling des atomes impliquéssont : C(2,55), I(2,66), O(3,44).

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2013C CORRIGÉ 29

III.2.b. Un réactif d’oxydation classique en chimie organique est le réactif deDess-Martin, dont la structure est

III.2.c. Une méthode pour synthétiser le diacétate d’iodobenzène est d’oxyderl’iodobenzène par l’acide peracétique.

III.3. •III.3.a. L’intermédiaire entre le 4-méthoxyphénol et le diacétate d’iodobenzène

est le suivant

Il résulte de l’addition de l’alcool sur l’iode hypervalent, suivie de l’élimina-tion d’une molécule d’acétate.

Remarque : la formation de cet intermédiaire est analogue à la première étape dumécanisme d’oxydation des alcools par le réactif de Dess-Martin.III.3.b. La structure du produit obtenu est

Cor

rect

ion

prop

osée

par

agre

gati

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Il résulte d’une addition nucléophile du méthanol en ipso du groupe méthoxy,suivie de l’élimination de iodobenzène et d’acétate.

III.3.c. Un mécanisme analogue pour l’obtention du produit à partir du para-diméthoxybenzène est

Cor

rect

ion

prop

osée

par

agre

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2013C CORRIGÉ 31

Une étape d’hydrolyse acide est nécessaire pour obtenir le produit par dépro-tection d’un des groupements acétal.

III.3.d. La structure du composé 2 est la suivante

III.3.e. L’un des sous-produits formés après ajout du composé 1 sur le diacétated’iodobenzène est l’acide acétique. Il est alors nécessaire de rajouter une base,ici, l’hydrogénocarbonate de sodium, pour éviter une acidification du milieu.

III.4. •III.4.a. Le composé 3 est issu d’une réaction d’époxydation sélective. Les deux

stéréoisomères formés sont

Cor

rect

ion

prop

osée

par

agre

gati

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Ce sont des énantiomères.III.4.b. Un mécanisme pour la formation du composé 3 est

III.4.c. Une possibilité pour favoriser l’un des deux stéréoisomères est d’utiliserun catalyseur chiral qui permettrait de privilégier une des deux faces d’ap-proche.

III.4.d. La réaction est régiosélective. Le nucléophile H-O-O− attaque la doubleliaison la plus pauvre en électrons et la moins encombrée.

III.5. •III.5.a. Le tamis moléculaire permet de piéger l’eau. La fonction acétal du com-

posé 3 pourrait être hydrolysée en présence d’eau et de trifluorure de bore.Ce dernier est un réactif également sensible à l’eau.

III.5.b. Le composé 4 est issu de la déprotection de la fonction amine.

Cor

rect

ion

prop

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2013C CORRIGÉ 33

Attribuons les signaux RMN 1H.


6,42 s large 2 NH2 Deux protons labilesne couplant avec au-cun autre proton.

5,00 d 2,0 1 H3 Un proton éthylè-nique couplant avecle proton H1.

3,84 d 4,0 1 H6 Un proton en α d’unoxygène ne couplantqu’avec un seul pro-ton, H1.

3,56 s 3 -OCH3 Trois protons équi-valents ne couplantavec un aucun autreproton.

3,35 s 3 -OCH3 Trois protons équi-valents ne couplantavec un aucun autreproton.

3,24 dd 4,0 et 2,0 1 H1 Un proton en α d’unoxygène couplantavec deux protons,H3 et H6.

Remarque : les groupements méthoxy sont diastéréotopiques.III.5.c. Un mécanisme pour la déprotection de l’amine est

III.5.d. Habituellement, la déprotection s’effectue en milieu acide aqueux. L’in-convénient ici est la présence de l’acétal qui peut être hydrolysé facilementdans ces conditions.

Cor

rect

ion

prop

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par

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III.6. •III.6.a. Au vu de la structure de la nisamycine, le composé A est le suivant

III.6.b. Le composé 5 a pour structure

Il résulte d’une réaction d’amidation dont le mécanisme est le suivant

III.7. •III.7.a. Une voie de préparation possible pour le lithien B est la suivante

Cor

rect

ion

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2013C CORRIGÉ 35

III.7.b. La structure du composé 6 est la suivante

Le composé 6 est composé de deux énantiomères en quantité équimolaire. Lemélange final ne possède donc pas d’activité optique.

III.7.c. Un mécanisme permettant d’expliquer la formation de 6 est le suivant

Il s’agit de l’attaque nucléophile d’un organolithien sur un carbonyle. Il ap-proche par la face la moins encombrée, opposée au groupement époxyde.

III.8. •III.8.a. Le composé 7 résulte d’un échange métal-halogène.

Cor

rect

ion

prop

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par

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L’équation de la réaction de formation est

III.8.b. Le thiosulfate de sodium permet de réduire le dibrome éventuellementprésent en ions bromure bien moins toxiques. En effet, le N-bromosuccinimidese décompose en produisant du dibrome.

III.9. •III.9.a. La structure du composé 8 est la suivante

Il résulte de la déprotection de la fonction cétone selon le mécanisme suivant

Cor

rect

ion

prop

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par

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2013C CORRIGÉ 37

III.9.b. Le produit secondaire résulte d’une élimination et a pour structure

III.10. •III.10.a. Le couplage de Suzuki permet la création d’une liaison C-C entre un

dérivé boré et un dérivé halogéné.

III.10.b. La configuration électronique du palladium dans son état fondamentalest

[Pd] : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d8

Cor

rect

ion

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Le palladium possède alors 10 électrons de valence.Dans le formalisme de Green, le complexe PdCl2(PPh3)2 s’écrit MX2L2. Lenombre d’oxydation du palladium est alors de +II.

III.10.c. La structure de l’intermédiaire formé est Pd(PPh3)2.Il résulte de la réduction du complexe PdCl2(PPh3)2 par le DIBAL-H. Le pal-ladium est alors à l’état d’oxydation 0, nécessaire pour catalyser la réactionde Stille.

III.10.d. La structure de 9 est la suivante

Un mécanisme possible pour son obtention est

Cor

rect

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2013C CORRIGÉ 39

III.10.e. Plusieurs groupements protecteurs sont envisageables. Les auteurs dela synthèse ont utilisé le groupe protecteur -TIPS (triisopropylsilyle). La der-nière étape de la synthèse est la déprotection de l’acide qui peut être réaliséeavec un donneur de fluorure, comme le fluorure de césium, CsF.

FIN DE L’ÉPREUVE

Documents

A. Réactivité du phénol et de ses déri- vés