CCINP Chimie 2 PC 2010

SESSION 20 10 PCCH209

A

coucou: connus r°onn + nB B(s) : (AnABnB ) H2C=CH--CHZOBn ------> C ------>
A B H 0
D
Schéma 2

1--1 Donner en nomenclature officielle le nom de l'alcool allylique A.

1--2 Quel est le nombre d'oxydation du chlore dans l'acide hypochloreux '? 
Représenter la
structure spatiale de HOC1 (XO = 3,4 ; XC1= 3,2).

I-3 Ecrire l'équation de la réaction du dichlore sur l'eau en milieu acide, 
puis en milieu basique.

I--4 Donner le mécanisme de la réaction de l'acide hypochloreux sur l'alcool 
protégé B. Quel(s)
type(s) de réaction entre(nt) en jeu '? Représenter la formule topologique de C.

1--5 Donner le schéma mécanistique des étapes conduisant à la formation de 
l'époxy alcool
protégé D. L'époxy alcool D présente--t-il une stéréochimie définie ? Justifier.

I-6 Proposer une autre méthode de préparation du composé D à partir de l'alcool 
allylique
protégé B.

L'addition du bromure de 2--propénylmagnésium sur l'époxy alcool protégé (R) 4 
conduit au
composé 5 qui est ensuite alkylé par l'acide 2-bromoacétique en présence 
d'hydrure de
sodium Nal--l pour former le composé 6. Le traitement de 6 par la ( 
5)--benzyI--l,3-oxazolidin--2--
one (E), dans des conditions qui ne seront pas précisées, fournit le produit 3 
(Schéma 3).

BnO
\\ l--CH2=C(CH3)MgBI',
"..- THF , --40°C N8H, BPCH2C02H

H\\\ _______> 5 ___--> 6
0 2-H20, H+ THF, DMF
4

Bll/,h
DMF - MezN H T.... .. _ _ .. NH
" \H/ '" ($)--benzyl--1,3--oxazolxdm-Z-one = E ; >=O
0 o 0

Schéma 3

1--7 Présenter un schéma mécanistique de la réaction conduisant au composé 5. 
Représenter la
formule topologique de 5. Justifier le sens de l'ouverture de l'époxyde 4.

1--8 Ecrire les équations--bilan des réactions conduisant à la formation du 
composé 6 à partir de 5.
Quels types de réactions sont mis en jeu '? Représenter la formule topologique 
de 6 et donner
le nom de la fonction créée.

1-9 Le composé E est assimilé à une amine secondaire R1R2NH. Ecrire 
l'équation--bilan de
l'action de cette amine secondaire sur le composé 6 si la réaction est réalisée 
à température
ambiante. Représenter le produit formé.

1--10 En quel dérivé doit être transformé le composé 6 pour obtenir, par action 
de l'amine
secondaire R1R2NH, un analogue du composé 3 avec un bon rendement ? Nommer la
nouvelle fonction formée. Quelle famille de composés naturels présente cette 
fonction ?

1--11 Donner la configuration absolue des atomes de carbone asymétriques du 
composé 3 en
justifiant.

II-Synthèse du tétraène 2

II--l Le composé 3 est ensuite transformé en composé 7 (Schéma 4). La synthèse 
du diène 7
nécessite au préalable la préparation du réactif, le pent--4-énal. Celui--ci 
est obtenu en deux étapes.

Bn0
?
Schéma 4

1° étape :

Dans un ballon équipé d 'un agitateur mécanique, d'une ampoule à addition et d 
'un
thermomètre, sont ajoutés le chlorure d 'allylmagnésium (C 3H5CIMg) (1,6 mol) et
880 mL de T HF. La solution est refroidie a - 20 °C. L "époxy alcool appelé 
glycidol
(C3H502) (533,3 mmol} dissous dans 800 mL de T HF est ajouté goutte à goutte en
maintenant la température a --- 20 °C. Le mélange est agité pendant lh a - 20 
°C puis
traité par une solution aqueuse saturée de NH4CI. La phase organique est lavée a
l'eau salée puis séchée sur Na2504 ; le solvant est évaporé sous vide et le 
résidu
obtenu est purifié par chromatographie sur colonne pour donner ] 
'hex--5--èn--l,Z--diol
sous forme d'huile avec un rendement de 93 %.

II--la Proposer le schéma de synthèse à partir du mode opératoire décrit 
ci--dessus en
précisant les formules topologiques des composés mis en jeu.

II--1b Quelles précautions doivent être prises lors de la 1° étape de la 
synthèse '? Ecrire les
réactions qui peuvent se produire si ces précautions ne sont pas observées.

II--lc Pourquoi la phase organique est--elle lavée avec de l'eau salée ? 
Comment traite--t--on
classiquement le milieu réactionnel dans la première étape ? En déduire le rôle 
de

NH4C1 (pKa = 9,25).
2° étape :

Dans un ballon équipé d'un agitateur mécanique sont ajoutés ] 
'hex--5--èn--l,Z--diol
(562,2 mmol), 800 mL de CH2CIg et 800 mL d'eau. Le periodate de sodium NalO4
(1,1245 mol) est ajouté à la solution biphasique qui est agitée pendant lh.

La réaction est arrêtée par traitement avec une solution aqueuse saturée de
NâHC03. La phase organique est lavée avec une solution aqueuse à 10 % de
Na25203 puis séchée sur NâgSO4. Le solvant est évaporé sous vide a 0 °C jusqu 'a
un volume de 100 mL. La distillation sous une pression d'un bar du volume 
restant

' fournit l'aldéhyde (point d' ébullition Eb = 96 °C ), liquide incolore, avec 
un rendement
de 63 %. (Infrarouge =IR .- v film) cm" .- 3081, 2726, 1727, 1644).

II-1d Quel est le nombre d'oxydation de l'atome d'iode dans NaIO4 ? Expliquer 
son action
' sur l'hex-5--èn--l,2-diol.

II-le Pourquoi la solution est--elle qualifiée de biphasique ? Quel est le rôle 
de la solution
de NaHCO3 ? Citer une utilisation classique du thiosulfate de sodium NaZSZO3.

II--1f Proposer une explication au fait que le solvant soit évaporé sous vide à 
0 °C. Justifier
le choix de la méthode de purification de l'aldéhyde et donner une 
représentation
commentée du montage nécessaire à cette purification.

Il--1g Le spectre RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) 1H (80 MHZ) enregistré 
dans
CDC13 (Chloroforme Deutéré) du pent--4-énal présente les signaux figurant dans 
le
tableau ci--dessous :

ppm = partie par million

Attribuer chacun des protons du pent--4-énal aux signaux correspondants 
(présenter
impérativement les résultats sous forme de tableau en utilisant les notations 
de la
Figure 1). Expliquer la multiplicité du signal à 9,75 ppm.

II-1h Les valeurs des bandes de vibration relevées dans le spectre IR du 
pent-4-énal sont-
elles en accord avec sa structure ? Justifier.

II-2 Préciser les réactifs nécessaires pour transformer 3 en 7. Ecrire le 
mécanisme de cette
réaction (en utilisant une représentation simplifiée du composé 3) et donner 
son nom.

Dans les conditions utilisées par les auteurs, le diène 7 est obtenu très 
majoritairement avec
la stéréochimie représentée dans le Schéma 4.

II--3 Combien d'isomères de configuration sont susceptibles de se former ? 
Préciser la relation
stéréochimique qui les relie. Proposer une méthode physico-chimique permettant 
d'isoler

l'isomère 7.

Le diène 7 est ensuite transformé en composé cyclisé 8 en plusieurs étapes qui 
ne seront pas
détaillées. Le composé 8 subit une série de transformations décrites dans le 
Schéma 5

conduisant au triène 12.

Me

0
Ph3P-- ...

0Me

-----------> 11

PhMe, 110°C

Schéma 5

II--4 Nommer la réaction qui entre en jeu dans la transformation de 8 en 9. 
Proposer les réactifs
nécessaires à cette réaction.

II--5 Ecrire l'équation-bilan de la transformation du composé 9 représenté sous 
la forme
simplifiée RCHO en composé 11 et donner le nom de cette réaction. Proposer une 
voie de
synthèse du réactif 10.

II--6 Proposer un réactif pour transformer le composé 11 en triène 12.

Le tétraène 2 peut être obtenu après 3 étapes semblables aux précédentes 
(Schéma 6).

a b c
1 2 """--""'" --------> ------------->
PhMe, 110 °C
Schéma 6

II--7 Nommer les réactions a, b, c nécessaires à la transformation du triène 12 
en tétraène 2.

III--Synthèse de la 11--acétoxy-4-déoxyasbestïnine 1

Dans les conditions de la dernière étape c, le tétraène 2 n'est pas isolé et 
seul le tricycle 13 est
obtenu (Schéma 7).

Le tricycle 13 est transformé en composé 14 qui, par action de l'hydrure de 
sodium dans le
méthanol, donne le composé 15. Celui--ci est réduit pour donner le produit 16 
et l'hydroboration de
la double liaison terminale fournit l'alcool 17, précurseur de la 
l1-acétoxy-4--déoxyasbestinine 1

(Schéma 7).

1 -réducüon
-------.------->

2 --- protection

1 -hydmboratîan
-------->

2-- oxyda tion

Schéma 7

III-1 Quel est l'intérêt d'un groupe protecteur ? Pourquoi a--t-on utilisé 
différents groupes
protecteurs au cours de cette synthèse totale ?

III--2 Représenter le schéma mécanistique expliquant la formation du composé 13 
à partir du
tétraène 2 (2 peut être représenté sous forme simplifiée). Quel est le nom de 
cette réaction ?

III--3 Représenter la conformation la plus stable de la molécule 14 en 
utilisant la formule
simplifiée de la Figure 2 et en assimilant le cycle 1 à un cyclohexane.

III--4 Représenter le composé intermédiaire obtenu par action de l'hydrure de 
sodium sur le
composé 14 et justifier la formation du composé 15.

III-5 Proposer un réactif pour réduire la cétone 15 en alcool.

III--6 Préciser les réactifs nécessaires pour passer du composé 16 au composé 
17. Présenter un
schéma mécanistique de la réaction d'hydroboration en utilisant un modèle du 
type
RCH=CHZ. Donner les équations--bilan de chacune des étapes conduisant de 16 à 
17.

III--7 Proposer une méthode pour former le quatrième cycle et ainsi obtenir la 
ll--acétoxy--4--
déoxyasbestinine ].

Données spectrales

RMN lH : gamme de déplacements chimiques

2-

INFRAROUGE : nombre d'onde de vibration de quelques groupes fonctionnels :

Groupe CH CH CH C=O c..--:o
fonctionnel Alcène Alcane aldéhyde cétone alcène

v(cm*') 3030--3080 2800-2970 2700--2800 1720--1740 1705--1725 1620--1680

Fin de l'énoncé