Stratégie de synthèse organique

En clair. Protection, rétrosynthèse

Ce qu'on te demande au bac (Spé Physique-Chimie) : maîtriser le vocabulaire de « Stratégie de synthèse organique », savoir refaire les raisonnements du cours et les réutiliser sur un sujet ou un document nouveau.

Conseil de révision. Lis d'abord cet encadré, puis fais le quiz : si tu bloques, reprends la partie du cours correspondante.

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.