Aurélie 25/03/06

bac CLPI chimie de laboratoire 09/2004

synthèse organique


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synthèse organique

Dans la synthèse suivante, seul le produit organique principal est indiqué pour chaque réaction.

 

  1. Étape 1 : On considère la suite réactionnelle suivante (1), (2), (3) :
    Donner les formules semi-développées des produits A, B et C.

    Indiquer le rôle du chlorure d’aluminium AlCl3, dans la réaction (2).

  2. Étape 2 : On considère les réactions (4) et (5) suivantes :
    Préciser le type de réaction auquel appartient la réaction (4).

    Donner le nom et la formule semi-développée du composé D.

  3. Étape 3 : On considère les réactions (6) et (7) :
    Donner les formules semi-développées des composés F et G.

    La réaction (7) est une élimination. Énoncer la règle à laquelle elle obéit.

    Donner la formule semi-développée du composé G’, isomère de G, obtenu lors de la réaction (7).

    On fait subir à G le test au dibrome dans le tétrachlorure de carbone. Donner la formule semi développée plane du composé H obtenu à l’issue de ce test.

 

corrigé

formules semi-développées des produits A, B et C.

A : acide benzène sulfonique : F-SO3H

Le substituant électroattracteur -SO3H appauvrit la densité électronique du noyau benzénique ; ce dernier est moins réactif ; Pour une seconde substitution, la position méta est la moins défavorisée.

B :

Pour réaliser une substitution électrophile, l'activation des halogénoalcanes est réalisée par un acide de Lewis AlCl3.

La fusion alcaline conduit à un dérivé d'un phénol (phénate de sodium) C :

type de réaction auquel appartient la réaction (4) : acide base ; à partir de l'ion phénate on passe à l'acide conjugué, le phénol

nom et la formule semi-développée du composé D :

les formules semi-développées des composés F et G :

L'alcool F est déshydraté, on obtient majoritairement l'alcène le plus substitué ( règle de Zaïtsev) :

formule semi-développée du composé G’, isomère de G :

le test au dibrome sur G dans le tétrachlorure de carbone conduit à un dibromoalcane ( addition de Br2 sur la double liaison carbone-carbone : décoloration du dibrome )

Recherche d'une structure

Un composé M de masse molaire 70,0 g.mol-1 possède la composition massique suivante : %C : 85,7 ; % H : 14,3. Masse atomique ( g/mol) : C : 12 ; H : 1,0 ; O : 16 .

  1. Déterminer la formule brute de M.
  2. L’ozonolyse de M suivie d'une hydrolyse en milieu réducteur conduit à deux composés : l’éthanal et le propanal. En déduire la formule semi-développée du composé M.
    Préciser quel type d'isomérie présente le composé M ; représenter un des isomères et le nommer.
  3. On fait subir à l’éthanal une série de transformations :
    Donner le nom et la formule des composés N, O et P.

    Indiquer la raison pour laquelle la réaction (3) doit se faire dans l’éther anhydre.

  4. On fait subir à P la série de transformations suivante :
    Donner la formule semi développée des composés Q, R, S, T et U.

    Donner le nom du composé R.

    Donner la formule et le nom d'un agent oxydant pouvant intervenir lors de la réaction (6).

corrigé
la formule brute de A : CxHy.

12x/85,7= 0,7 soit x= 5 ; y/14,3 = 0,7 soit y = 10 ; C5H10.

L’ozonolyse de M suivie d'une hydrolyse en milieu réducteur conduit à deux composés : l’éthanal et le propanal. L'ozonolyse permet de déterminer la position de la liaison double carbone-carbone ( ici entre le carbone2 et le carbone3)

CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH3. (Z et E) hex-2-ène.

Ce composé présente l'isomérie (Z- E) :

le nom et la formule des composés N, O et P :

L'éthanal conduit à l'éthanol par réduction de la fonction aldehyde N est CH3-CH2OH

Substitution du groupe hydroxy -OH par Br ;O est : CH3-CH2Br bromoéthane.

Puis passage à l'organomagnésien, instable en présence d'eau ( il donnerait l'éthane) ; P est CH3-CH2MgBr bromure d'éthylmagnésium

formule semi développée des composés Q, R, S, T et U :

un organomagnésien conduit en présence d'un aldehyde à un alcool secondaire R : CH3-CH2-CHOH-CH2-CH3 ( pentan-3-ol)

Q est : CH3-CH2-CH[OMgBr]-CH2-CH3

L'oxydation ménagée de l'alcool secondaire donne une cétone : CH3-CH2-CO-CH2-CH3 ( pentan-3-one)

nom d'un agent oxydant pouvant intervenir lors de la réaction (6) : MnO4- ion permanganate en milieu acide

puis cétolisation en milieu basique :

puis déshydratation ( crotonisation) d'autant plus facile que dans le produit les deux doules liaisons forment un système conjugué.

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