Stratégie de synthèse organique

1. Pourquoi une stratégie ?

Synthétiser une molécule complexe nécessite de planifier un enchaînement d'étapes. Une stratégie efficace :

• maximise le rendement global et la sélectivité,
• minimise les déchets, l'énergie, la toxicité (chimie verte),
• choisit des réactifs disponibles et peu coûteux.

2. Analyse rétrosynthétique

Partir de la molécule cible et la déconnecter en précurseurs plus simples (synthons), jusqu'à des matières premières commerciales.

Notation : flèche rétrosynthétique ⟹.

3. Sélectivité

• Chimiosélectivité : un seul groupe parmi plusieurs réagit (ex. réduire un aldéhyde sans toucher un ester).
• Régiosélectivité : préférence pour une position (Markovnikov pour l'addition HX sur alcène).
• Stéréosélectivité : un seul stéréoisomère majoritaire (cis/trans, R/S).

4. Groupes protecteurs

Quand un groupe risque d'interférer, on le protège temporairement, puis on le déprotège en fin de synthèse.

• –OH protégé par éther silylé (TBDMS), acétal.
• –NH₂ protégé par Boc, Fmoc (peptides).

5. Activation de réactif

Certaines liaisons sont peu réactives : on les active en formant un intermédiaire plus réactif. Ex. acide carboxylique → chlorure d'acyle (SOCl₂) pour faire un ester ou un amide.

6. Évaluation d'une synthèse

• Rendement global = produit des rendements de chaque étape. Une synthèse 5 étapes à 80 % chacune donne 0,8⁵ ≈ 33 %.
• Économie d'atomes : $\dfrac{M_{\text{produit}}}{\sum M_{\text{réactifs}}}$.
• Facteur E (déchets/produit), toxicité des solvants.

7. Suivi et contrôle

• CCM (chromatographie sur couche mince) pour suivre l'avancement.
• Spectres IR / RMN pour vérifier la structure du produit final.
• Point de fusion / d'ébullition pour évaluer la pureté.

8. Exemple : synthèse de l'aspirine

Acide salicylique + anhydride éthanoïque → acide acétylsalicylique + acide éthanoïque (catalyse acide H₃PO₄, reflux 15 min).

À retenir

• Rétrosynthèse = déconstruction en synthons.
• Penser sélectivité, protection, activation.
• Rendement global = produit des rendements.