Chimie organique - synthèse

[mamate8]

bonjour,

j'aurais besoin d'aide sur une de mes préparations de TP, je dois synthétiser de la phénacétine ( H3C-CO-NH-Ph-OCH2CH3 ) à partir de paracétamol ( H3C-CO-NH-Ph-OH ), de K2CO3 et de CH3CH2I.
Dans une de mes questions on me demande de trouver au moins 2 autres voies de synthèses qui comportent 2 étapes dans le mécanisme.
J'ai quelques idées d'approches mais je voudrais savoir si cela est possible.
Utiliser H3C-CO-NH-Ph-Br + de l'éthanol (EtOH) en faisant une SN2 puis réaction acide/base ( et est ce que Br est assez basique pour récupérer le proton?)

pour la deuxième voie je suis encore en cours de réflexion, j'essaye de voir avec les organomagnésiens…

merci d'avance
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[Sethy]

Et si tu regardais "de l'autre côté" de la molécule ?

Il y a quand même un radical qui peut très facilement être ajouté, surtout sur la fonction cible en question.

[mamate8]

Un chlorure d'acyle qui se fait attaquer par l'amine ?

mais je voudrais déjà savoir si ma première réaction est réalisable théoriquement?

[Sethy]

Un chlorure d'acyle qui se fait attaquer par l'amine ?

mais je voudrais déjà savoir si ma première réaction est réalisable théoriquement?

Autant que je sache, la substitution nucléophile ne fonctionne pas sur un carbone benzénique. Les réactions qui "ressemblent" à des SN sur du Benzène sont en fait des additions-éliminations (voir par exemple la synthèse du Bromobenzène ou du Nitrobenzène). Cet addition se fait avait un groupement positif (Br+, NO2+, HSO3+) avant de provoquer le départ d'un H+

[A voir en vidéo sur Futura]

[mamate8]

d'accord je me suis trompée sur le type de réaction mais est-ce que du coup c'est quand même possible de faire une addition - élimination avec mon bromobenzène qui se ferait attaquer par EtOH?
Et si non, pourquoi ça ne marche pas ?

De même est ce que utiliser un chlorure d'acyle H3C-CO-Cl pour former mon amide est possible en faisant une addition élimination ?

[Sephiroth300]

La S_N sur carbone aromatique, aussi appellée S_NAr, est possible si de bons groupements attracteurs sont présents sur la molécule, comme des nitro ou des nitriles. Ici on n'en a pas, donc on peut largement exclure cette possibilité.

En revanche, on pourrait évidemment pencher du côté d'un couplage cupro ou pallado-catalysé. La formation d'éthers aromatiques peut se faire de nombreuses façons, la plus élégante étant certainement le couplage de Chan-Lam

Edit : pour ce qui est de l'introduction de l'amide, tu as parfaitement raison. Le chlorure d'acétyle permettrait d'obtenir le motif désiré. Au laboratoire, on préfère l'utilisation d'anhydride acétique, nettement moins cher et compliqué à manipuler, pour former des acétamides à partir d'anilines. C'est d'ailleurs un excellent moyen de les protéger

[mamate8]

Le problème c'est que les réactions dont vous me parlez je ne les ai pas encore étudiées mon bagage en chimie est encore trop léger
C'est pour cela que j'essaye de trouver une méthode qui pourrait se rapprocher de ce qu'on étudie, et ma réaction est sensée se faire que en 2 étapes … ce qui me limite!
Je commence à être à court d'idées.

Merci pour vos réponses

[Sephiroth300]

De quelle réaction parles-tu, et quel niveau as-tu? Pour le couplage ok, mais pour la formation d'amide je ne fais que confirmer ce que tu dis, et tu dois très certainement avoir le niveau pour ce genre de réactions...

[mamate8]

Je suis en 3e année de licence.
Oui pour la formation de l'amide j'étais plus ou moins sure que ça marchait.
En fait mon problème c'est que je n'arrive pas à trouver comment greffer mon O-Et sur le benzène, j'ai ressorti tous mes cours de chimie jusqu'à la L1 et je ne vois pas comment faire…

[mamate8]

J'ai regardé avec les organomagnésiens, les substitutions électrophiles, les radicalaires, les SN, les additions -éliminations, et je ne trouve pas de réactions en 2 étapes

[Ohmaxwell]

Et si la solution que ton professeur attendait était juste que, pour la première étape, la formation d'un phénolate par acide/base avec K₂CO₃ puis, avec une nucléophilie accrue, l'attaque de O^- sur l'iodoethane en SN2 ?

[Sephiroth300]

K₂CO₃ ne suffirait pas. On peut soit utiliser NaOH, soit des bases plus fortes telles que NaH...

[mamate8]

justement c'est la réaction de mon TP, on me demande de trouver 2 autres voies de synthèses.

[mamate8]

Apparament dans mon TP, K2CO3 suffit a déprotonné le phénol ou du moins joue le rôle de la base dans la réaction…

[Sephiroth300]

Ce que Ohmaxwell suggère, c'est la préparation dans un premier temps du phénolate par action d'une base forte. Une fois la déprotonation complète, on ajoute au goutte-à-goutte l'iodoéthane. Dans ton cas, tout est mélangé et laissé réagir, on a pas de phénolate (Ph-O-) intermédiaire

[Kemiste]

En effet la réaction entre le phénol et l'iodoethane en présence de K₂CO₃ est la réaction donnée initialement. Il n'y a pas besoin de NaOH ou d'une base plus forte, c'est une réaction qui marche très bien en présence d'une base plus faible telle que K₂CO₃.

EDIT : mauvais interprétation des messages précédents. Mais le formation d'un phenolate suivi d'une alkylation n'est pas vraiment une autre vois de synthèse. Cela reste une SN avec un halogénoalcane.

[Ohmaxwell]

Oui, j'avais mal lu ce que mamate8 demandais...
Après, pour une synthèse d'éther "simple", il y a pas 1000 solutions : Williamson, deshydratation, ou halogénation/substitution par un alcool. Mais dans ce cas, il faudrait avoir un groupe désactivant, je suppose ?

[Sephiroth300]

A moins d'avoir un nitro en para la réaction ne fonctionnerait pas. Cela reviendrait à la nitration du bromobenzène, la SN du brome par l'éthanol, la réduction du nitro en amine et son acétylation

[mamate8]

J'ai pas décris tout mon protocole mais il se déroule comme vous le dites, donc ça revient exactement à la même réaction sauf que je change la base, et je pense qu'on me demande un mécanisme qui diffère.

[Sephiroth300]

Sinon si on veut complètement changer de chimie, on peut réaliser un réarrangement de Curtius sur l'acide para-éthoxybenzoïque. L'isocyanate formé intermédiairement pourrait être piégé par du MeMgBr pour conduire à notre composé. C'est tirer à coup de lance-roquette pour tuer une fourmi comme on dit

[Ohmaxwell]

Et une sulfonation en méta ?

[mamate8]

A moins d'avoir un nitro en para la réaction ne fonctionnerait pas. Cela reviendrait à la nitration du bromobenzène, la SN du brome par l'éthanol, la réduction du nitro en amine et son acétylation

Mais ça dépasserait mes 2 étapes ^^

Sinon je peux que me focaliser sur la fonction amide qui est plus simple a former, j'ai déjà trouver une de mes voies, je vais regarder si j'ai pas une deuxième méthode

[Sephiroth300]

Et une sulfonation en méta ?

Pour la SN? Un acide sulfonique n'est pas assez attracteur, et de toute façon, en méta on a aucune interaction entre les groupements sur un cycle aromatique

[Sephiroth300]

Mais ça dépasserait mes 2 étapes ^^

Pas nécessairement. Si tu pars du bromonitrobenzène, la première étape consiste en une SNAr par EtOH, la deuxième en une réduction par Fe/AcOH/Ac2O. Tu obtiens la phénacétine en 2 étapes

[mamate8]

Comme 2e voies, je peux utiliser un ester dans un milieu acide avec mon amine pour former mon amide …
Et j'arrête de chercher pour ma fonction éther, je ne vois vraiment pas comment faire.

en tout cas merci beaucoup pour toutes vos réponses

[Ohmaxwell]

Argl oui, mea culpa, j'étais pas très attentif en cours pour ce chapitre. Il faudrait vraiment que je revoie les SnAr

En deux étapes, tu peux partir du para-amino-phénol, qui réagit avec l'anhydride acétique, puis base/EtI, mais c'est exactement la même chose...
Ou l'amino-éthoxyphénol qui réagit avec l'anhydride/le chlorure d'acide. Mais c'est quand même perdre beaucoup de moyens alors que la première méthode marche très bien !

[mamate8]

Pas nécessairement. Si tu pars du bromonitrobenzène, la première étape consiste en une SNAr par EtOH, la deuxième en une réduction par Fe/AcOH/Ac2O. Tu obtiens la phénacétine en 2 étapes

une réduction par Fe/AcOH/Ac2O tout ça ne fait qu'une étape d'un mécanisme, mais c'est quelques choses que je ne maitrise pas, je ne serais pas capable d'écrire son mécanisme

[Sephiroth300]

Et j'arrête de chercher pour ma fonction éther, je ne vois vraiment pas comment faire.

Tu peux réellement envisager la voie que je t'ai indiqué, le bromonitrobenzène, réagit avec l'éthanol à reflux en milieu basique pour donner l'éthoxynitrobenzène. Celui-ci est réduit en amine et acétylé in situ, soit pas action d'un métal (Fe, Sn, Zn) dans l'acide acétique/anhydride acétique, soit par hydrogénation catalytique dans l'anhydride acétique.

C'est d'ailleurs une des voies de synthèse industrielle du paracétamol :

http://www.google.com/patents/US3341587

[Sephiroth300]

Pour le mécanisme, il s'agit simplement d'une réduction (transfert d'électrons du métal ou hydrogénation des liaisons N=O), l'amine libérée est alors "piégée" directement sur l'anhydride acétique à chaud. Il n'y a pour ainsi dire pas vraiment de mécanisme autre que l'attaque de l'amine sur l'anhydride

[mamate8]

oui je comprends je vais regarder ça de plus près, merci beaucoup