polycopie ZAOUIManel

République Algérienne Démocratique et populaire
Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche
scientifique
Université KASDI Merbah - Ouargla
Faculté des Mathématiques et des Sciences de la matière
Département de chimie
Polycopié de Cours
CHIMIE DES HETEROCYLES
Réalisé par
Dr. ZAOUI Manel
Intitulé
Destiné aux étudiants de 3e. Licence - Chimie organique
Année universitaire 2017/2018
NOMENCLATURE DES COMPOSES
HETEROCYCLIQUES ET LEURS DIFFERENTES
METHODES DE SYNTHESE

i
TABLE DE MATIERE
I. NOMENCLATURE
2
I.1. Les règles de nomenclature de Hantzsch-Widmann
2
I.1.1. Règles concernant la dénomination des hétérocycles: prefixes et suffixes
2
I.1.2. Monocycle à un hétéroatome comportant un maximum de doubles
liaisons conjuguées
4
I.1.3. Monocycles partiellement ou totalement saturés comportant un seul
hétéroatome
4
I.1.4. Monocyles comportant plusieurs hétéroatomes
5
I.1.5. Systèmes bicyclique : hétérocycle accolé à un cycle benzénique
6
I.1.6. Composés formés de plusieurs hétérocycles accolés
9
I.1.7. Hétérocycles identiques liés entre eux
9
I.2. Nomenclature de remplacement
9
II. MÉTHODE DE PREPARATION DES HETEROCYCLES
10
II.1. Synthèse des hétérocycles à 3 chaînons
10
II.1.1. Synthèse des oxiranes
10
II.1.1.a. Action des peroxides sur les oléfines
10
II.1.1.b. Cyclodéshydrohalogénation des β-halogénoalcools
11
II.1.1.b.1. Préparation des halohydrines
11
II.1.1.b.2. Préparation des oxiranes
11
II.1.1.c. Action du diazomethane sur les haldéhydes
11
II.1.2. Synthèse des aziridines
12
II.1.2.a. Synthèse de Gabriel
12
II.1.3. Synthèse des thiiranes
13
II.1.3.a. Cyclisation des thiols β-substitués
13
II.1.3.b. Action de la thiourée sur les oxiranes
13
II.1.3.c. Action du sulfocyanure de potassium
14
II.1.3.d. Action du sulfure de triphényl phosphine
14
II.2. Exemples de molécules biologiquement actives contenant un hétérocycle à
3 chaînons
15
II.3. Synthèse des hétérocycles à 4 chaînons
15

ii
II.3.1. Synthèse des oxétanes et oxétna-2-ones
16
II.3.1.a. Cyclisation des alcohols substitutes en position γ par un groupement
partant
16
II.3.1.b. Synthèse de Paterno-Büchi
16
II.3.1.c. Synthèse des β-lactones
17
II.3.2. Synthèse des azétidines et azétidin-2-ones
17
II.3.2.a. Synthèse des azétidines à partir des γ-halogénoamines
17
II.3.2.b. Cycloaddition des γ-amino alcohols
18
II.3.2.c. Synthèse des β-lactames
18
II.3.3. Synthèse es thiétanes
18
II.3.3.a. A partir des sels de monothiouronium
18
II.3.3.b. A partir des γ-halogénothiols par action des bases
19
II.4. Exemples de molécules biologiquement actives contenant un hétérocycle à
4 chaînons
19
II.5. Synthèse des hétérocycles à 5 chaînons
20
II.5.1. Les meilleures synthèses des furanes
20
II.5.2. Les meilleures synthèses des pyrroles
22
II.5.3. Les meilleures synthèses des thiofènes
25
II.6. Synthèse des hétérocycles à 6 chaînons
26
II.6.1. Synthèse des pyridines
26
II.6.2. Synthèse des pyryliums
29
II.6.3. Synthèse des 2-pyrones
30
II.6.4. Synthèse des 4-pyrones
30
II.7. Synthèse d’indoles, benzofuranes et benzothiofènes
31
II.7.1. Synthèse des indoles
31
II.7.2. Synthèse des benzofuranes et benzothiofènes
31
II.8. Synthèse des quinoleïnes et quinolones
32
III. APPLICATION DES HÉTÉROCYCLES
33
III.1. En médecine
33
III.2. Plastiques et polymères
34
III.3. Fongicicdes et herbicides
34
III.4.Colorants et pigments
35
III.5. Insecticides
35

iii
IV. LES DIFFERENTS TYPES DE REACTIONS RENCONTRÉS DANS LA
SYNTHÈSE DES HÉTÉROCYCLES
35
V. LES STRATEGIES DE DÉCONNEXION
36
V.1. Les réactions de condensations
36
V.2. Les cycloadditions 1,3-dipolaires
38
V.3. Insertion des nitrènes
39
REFERENCES
41

1
a chimie des hétérocycles est l’une des branches les plus complexes en chimie
organique. Elle est à la fois intéressante pour ces implications théoriques, la
diversité dans ces méthodes de synthèse ainsi que pour l’intérêt industriel des
composés hétérocycliques. Les hétérocycles constituent plus que la moitié des composés
organiques connus ce qui les rend d’une très grande importance vis-à-vis leur activité
biologique et leur application dans divers domaines. Les fractions hétérocycliques sont
omniprésentes dans une classe importante de composés naturels tels que les vitamines, les
aminoacides, les hormones, les alcaloïdes et les antibiotiques. Elles sont aussi largement
répandus dans les produits pharmaceutiques, les herbicides, les colorants.
D’après la littérature, les hétérocycles sont classés en aliphatique et aromatique. Les
hétérocycles aliphatiques sont les composés cycliques analogues aux amines, éthers,
thioéthers, amides, etc… Leurs propriétés sont particulièrement influencées par la présence de
tension de cycle. Généralement, ces composés consistent en les petits cycles à 3- et 4-
membres ainsi qu’aux 5- à 7- membres. Par contre, les hétérocycles aromatiques sont ceux
ayant un hétéroatome présent dans le cycle et présentant des propriétés similaires à celle du
benzène. De plus, ces composés respectent la règle générale de Hückel.
Un hétérocycle est un cycle contenant au moins un atome hors l’atome de carbone. « hétéro »
veut dire différent : soufre, oxygène, azote sont les atomes les plus rencontrés dans un
hétérocycle. Les hétérocycles peuvent être aromatiques ou non aromatiques. Les hétérocycles
aromatiques sont le plus souvent appelés hétéroaryles.
Dans le cas ou l’hétérocycle est composé d’un seul type d’atome, les composés
correspondants sont dits cycle minérale ou inorganique. Au contraire si le composé cyclique
est formé que des atomes de carbones, il est dis carbocycle. De manière générale si le
composé cyclique est entièrement composé du même type d’atomes (carbone ou
hétéroatome), il s’agit alors d’un composé isocyclique.
Les hétérocycles qui contiennent un ou des atomes de carbones liés à un ou plusieurs autres
éléments comme l’oxygène, le soufre, l’azote…(hétéroéléments ou hétéroatomes) sont
appéles composés organiques.
Exemples
L