Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 13. Groupes protecteurs en chimie organique (suite) 13.2. Protection des diols Un diol peut servir de groupe protecteur d'un carbonyle (paragraphe 12.1.) et donc, à l'inverse, un dérivé carbonylé peut servir de groupe protecteur d'un diol (diol-1,2 ou diol-1,3). C'est dans les deux cas, la réaction d'acétalisation qui est utilisée. La seule différence est qu'ici c'est le diol qui est considéré comme le substrat (dans 12.1., c'était le dérivé carbonyle). protection O HO OH H 3C H 3C CH3 O CH3 O H + (cat.) H 2O, H + (cat.) déprotection protection O OH OH O H 3C CH3 H + (cat.) H 2O, H + (cat.) déprotection carbonyles-61 2016-01-12 18:14 H 3C CH3 O Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 13. Groupes protecteurs en chimie organique (suite) 13.3. Protection des alcools Dans certains cas, il faut protéger les alcools car ils peuvent être incompatibles avec d'autres réactifs. Cette incompatibilité est due à l'acidité de l'alcool (H acide) et à la nucléophilie de l'alcool (paires libres sur l'oxygène). ☞ problèmes d'incompatibilité - acidité en présence d'une base - nucléophilie ☞ problèmes d'incompatibilité en présence d'un électrophile Pour ces 2 raisons, il faut souvent protéger les alcools. Principe R O H protection R transformation souhaitée mais infaisable de manière directe R' O GP réactions au niveau de R (R->R') O H R' O GP déprotection (ou "clivage") GP = groupe protecteur N.B. Pour que le processus ait un sens, il faut pouvoir protéger et pouvoir déprotéger par la suite ! (choix judicieux du GP !) carbonyles-62 2016-01-12 18:13 Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 13.3. Protection des alcools (suite) ☞ Protection des alcools en acétals en éthers benzyliques en éthers silylés ! en acétals THP (tétrahydropyrane) protection R H O O H + (cat.) R O O H 2O, H + (cat.) déprotection Mécanisme : carbonyles-63 2016-01-12 18:13 Compatible : - organométalliques - oxydations - réductions Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 13.3. Protection des alcools (suite) ☞ Protection des alcools (suite) ! en éthers benzyliques R protection 1) NaH H R 2) Cl O O H 2, Pd (catalytique) déprotection Compatible : - organométalliques - oxydations - réductions H R H2 O Pd (cat.) R H O = déprotection par hydrogénolyse carbonyles-64 2016-01-12 18:19 + H H Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 13.3. Protection des alcools (suite) ☞ Protection des alcools (suite) ! en éthers silylés Compatible : - organométalliques - oxydations - réductions protection R1 R2 Cl R1 R2 R3 H R Si O R + B Si O B H Cl R3 F déprotection protection R1 R1 R H O R2 R1 R2 R Si Cl Si R R3 O R3 R2 Si R3 O B H + B H Cl déprotection R1 R2 R F Si O R3 O R1 R2 Si H R R H O F R3 (mécanismes simplifiés) carbonyles-65 2016-01-12 18:19 Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 13.4. Intervention de groupes protecteurs dans la synthèse de produits naturels ☞ Exemple : dans la synthèse de la vitamine C OH HO O H OH HO HO H HO H O H O H H +, 2 HO O O OH H OH CH2OH O O O H sorbose H O OH H via : OH HO CH2OH OH H - d'abord formation de l'hémiacétal cyclique (intramoléculaire) - puis formation de 2 acétals (intermoléculaire) H H O H O O CH2OH O O O H carbonyles-66 2016-01-12 18:18 O H O KMnO 4 O CO2H O H Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 14. Utilisations synthétiques des thioacétals cycliques Les thioacétals cycliques sont acides. métallation n-BuLi S S S - n-BuH S ! H H H pKa = 31 Li Corey, Prix Nobel 1990 (Seebach, Corey, 1975) alkylation RX S S H - LiX S Li H S R Conséquence O HS(CH 2)3SH R1 H H+ S S R1 H n-BuLi S - n-BuH R1 ! O R1 carbonyles-67 2016-01-12 18:18 Hg +2 R2 S S R1 Li R 2X S R2 Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 Globalement, la transformation suivante a été réalisée : O O R1 R1 H R2 ... transformation qui n'est pas possible en 1 seule étape ! (le proton de l'aldéhyde n'est pas acide !) C'est comme si on avait fait l'anion acyle hypothétique. Le thioacétal cyclique est un équivalent d'anion acyle (ou anion acyle masqué). O S R1 R1 S H anion acyle ☞ Problème O HS(CH 2)3SH n-C5H11 H B carbonyles-68 2016-01-12 18:18 HCl HgO, BF 3 A C 1) n-BuLi, THF 2) n-C5H11Br B Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 15. Transformations biochimiques faisant intervenir des imines CH2NH 2 HOH 2C O OH R OH + N O CH3 céto-acide (acide 2-oxocarboxylique) pyridoxamine CO2H CO2H N CH2N HC OH CH2R HOH 2C N HOH 2C CH2R OH CH3 N CH3 hydrolyse CHO NH 2 R OH O acide aminé carbonyles-69 2016-01-12 18:18 HOH 2C OH + N pyridoxal CH3 Chimie organique II © Thierry Ollevier ✎ CHM-2000 Rappel mécanistique : réaction d'ozonolyse R1 R3 R1 1) O3 R4 + O 2) réducteur R2 R3 O R2 ! R4 réducteur = Zn/CH3CO2H ou S(CH 3)2 ozonide initial O O O R1 O O O R3 R1 R2 R4 O O R3 R2 O R1 R3 R2 R4 R4 S S O R3 O R1 O O R4 R2 O O R1 R1 O R4 R2 ozonide secondaire carbonyles-70 2016-01-12 18:17 O R3 R2 R3 O R4 Chimie organique II © Thierry Ollevier ✎ CHM-2000 Rappel mécanistique : réaction d'ozonolyse Le mécanisme doit être écrit comme ceci (flèche qui arrive sur l'oxygène O +) : O O O O R3 R3 R1 R1 O R4 O R2 R4 R2 au lieu de ceci qui n'est pas correct : O O O O R3 R1 R1 O R2 carbonyles-71 2016-01-12 18:17 R4 R2 R3 O R4 Chimie organique II © Thierry Ollevier ✎ CHM-2000 Rappel mécanistique : réaction d'ozonolyse Dans certains cas, la seconde étape est un traitement oxydant : R1 H R1 1) O3 O 2) oxydant R2 R3 ! OH R2 oxydant = H 2O2 Le mécanisme ne sera pas détaillé dans ce cours. carbonyles-72 2016-01-12 18:17 + O R3 Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 ☞ Problèmes récapitulatifs 1. Écrivez les structures des produits A, B, C, D et E ainsi que les mécanismes complets. EtO OEt HCl dilué aqueux B H 2SO 4 concentré A 1) BuMgBr 1) O3 C B 2) H 3O+ D 2) H 2O2 D 1) NH 2NH 2 E = C9H19 CO2H 2) KOH 2. Le composé suivant subit une dimérisation qui le convertit en 4 diastéréoisomères. Écrivez les réactions impliquées ainsi que les structures des 4 diastéréoisomères obtenus. H O OH OCH2Ph carbonyles-73 2016-01-12 18:17 Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 Solution au problème récapitulatif 1. EtO O OEt 1) BuMgBr HCl dilué aqueux 2) H 3O+ n-Bu OH H 2SO 4 concentré = n-Bu n-Bu 1) O3 2) H 2O2 carbonyles-74 2016-01-12 18:16 O n-Bu O OH 1) NH 2NH 2 2) KOH O OH Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 Solution au problème récapitulatif 1. Mécanismes EtO O OEt Bu MgBr HCl dilué aqueux addition d'un réactif de Grignard hydrolyse d'un acétal en milieu acide aqueux Bu O H MgBr H Bu OH O H protonation d'un alcoolate H 2SO 4 H H Bu Bu H O H H H déshydratation d'un alcool carbonyles-75 2016-01-12 18:16 Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 Solution au problème récapitulatif 1. Mécanismes (suite) Bu Bu H O 1) O3 O OH 2) KOH 2) H 2O2 ozonolyse suivie d'un traitement oxydant Bu 1) NH 2NH 2 Wolff-Kishner O OH 3. Le δ-hydroxyvaléraldéhyde peut se cycliser. Écrivez le produit de cyclisation en dessinant tous les énantiomères et diastéréoisomères. O HO H 4. Écrivez le produit de la réaction suivante. OH HO O HO + OH OH carbonyles-76 2016-01-12 18:16 2 EtSH HCl cc ? Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 5. Certains aldéhydes (l'acétaldéhyde est représenté ici) ont été convertis en imidazolines selon la réaction suivante. Le produit est un analogue azoté d'un acétal. Écrivez le mécanisme détaillé de cette réaction. O + H 3C C6H 5 H N H N H C6H 5 H+ C6H 5 - H 2O N CH3 N H C6H 5 6. Donnez le produit de la réaction suivante et son mécanisme détaillé. OH O H+ ? OH 7. Donnez le produit de la réaction suivante et son mécanisme détaillé. O OMe + carbonyles-77 2016-01-12 18:16 NH 2 N H+ ? © Thierry Ollevier Chimie organique II ☞ Problème 16.5 (S) (révision) ☞ Problème 16.6 (S) (révision) ☞ Problème 16.9 (S) ☞ Problème 16.10 (S) ☞ Problème 16.11 (S) ☞ Problème 16.14 (S) ☞ Problème 16.15 (S) ☞ Problème 16.45 (S) ☞ Problème 16.46 (S) ☞ Problème 16.49 (S) Solutions des problèmes : voir CD-ROM carbonyles-78 2016-01-12 18:15 CHM-2000 Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 Solution aux problèmes récapitulatifs 2. OCH2Ph H O O OH H dimérisation OH O OCH2Ph OCH2Ph OH 2 diast. OCH2Ph HO O 4 diast. possibles O OH OCH2Ph OCH2Ph HO HO O O OCH2Ph OH O O OCH2Ph OCH2Ph OCH2Ph HO carbonyles-79 2016-01-12 18:14 OCH2Ph HO O O OCH2Ph OH OH O O OCH2Ph OH 2 des 4 diast. sont identiques Chimie organique II © Thierry Ollevier CHM-2000 O 3. HO O OH H 22% équatorial 78 % axial OH S OH O O S A B plan miroir plan miroir OH O O R OH R C D Pour des raisons électroniques (non vues ici), l'hydroxyle axial est favorisé par rapport à l'équatorial (rapport 78/22). A et B sont des conformères. C et D sont des conformères. A et C sont des énantiomères. B et D sont des énantiomères. Il n'y a pas de diastéréoisomères. Les structures A, B, C et D sont donc présentes dans un rapport 39/11/39/11. Pour les exercices 4, 5, 6 et 7, les mécanismes des réactions ne sont pas indiqués de manière détaillée ci-dessous. Seules les étapes clés sont présentées. Le mécanisme complet et détaillé est néanmoins à connaître. carbonyles-80 2016-01-12 18:14
