Cours de Chimie Hétérocyclique - Master 2

Cours de Chimie Hétérocyclique
2014/2015
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République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université d'El oued
COURS DE
CHIMIE HETEROCYCLIQUE
Master 2 : Chimie Organique
Analytique

Cours de Chimie Hétérocyclique
2014/2015
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Table des matières
CHAPITRE I
CLASSIFICATION ET NOMENCLATURE DES HETEROCYCLES
I.1. Les composés hétérocycliques ............................................................................................... 04
I.2. Nomenclature des Hétérocycles ............................................................................................. 04
CHAPITRE II
SYNTHÈSE, RÉACTIVITÉ ET PROPRIETÉS PHYSICO-CHIMIQUES DES
HETEROCYCLES Ȧ 5 ET 6 CHAÎNONS
II.1. Pyrrole et dérivés .................................................................................................................. 16
II.2. Furane et dérivés ................................................................................................................... 27
II.3. Thiophène et dérivés ............................................................................................................. 31
II.4. Pyridine et dérivés ................................................................................................................ 43
II.5. Indole et dérivés .................................................................................................................... 35
II.6. Quinoléine et dérivés ............................................................................................................ 52
II.7. Isoquinoléine et dérivés ........................................................................................................ 63
II.8. Pyrimidines et purines .......................................................................................................... 68

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CHAPITRE I
CLASSIFICATION ET NOMENCLATURE
DES HETEROCYCLES

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I.1. LES COMPOSÉS HÉTÉROCYCLIQUES
Un hétérocycle est un composé organique cyclique dans lequel on va trouver un ou plusieurs
types d’atomes. Il s'agit généralement de carbone et d'un hétéroatome tel l'oxygène, l'azote, le
phosphore, le soufre, le phosphore, l’arsenic et le silicium. Un hétérocycle peut compter
plusieurs hétéroatomes de même nature ou différents (un c’est le minimum) [].
Exemples de composés organiques htrocycliques:
Figure. 1
Les composés hétérocycliques sont classés selon :
La nature et le nombre de l’hétéroatome (azote, oxygène, soufre…..etc)
La taille et le nombre de cycles (hétérocycles à 5 et 6 chainons)
Le degré de saturation (hétérocycles saturés et hétérocycles partiellement saturés).
I.2. NOMENCLATURE DES COMPOSÉS HÉTÉROCYCLIQUES
La nomenclature des hétérocycles est régie par des conventions internationales définies par la
commission de l'IUPAC, (International Union of Pure and Applied Chemistry). Les deux
principales méthodes de nomenclature des composés hétérocycliques sont la méthode de
Hantzsch-Widman et la nomenclature de remplacement. Ces deux méthodes conviennent
surtout pour les hétérocycles dont le nombre d’atomes est inferieur à 10 [].
I.2.1. RÈGLES DE NOMENCLATURE DE «HANTZSCH-WIDMAN « .
À chaque hétéroatome est attribué un préfixe. Ces préfixes sont ordonnés selon une
convention pour la dénomination d'un hétérocycle. Dans le Tableau 1 sont indiqués les
préfixes et leur ordre relatif (préséances des atomes O > S > Se > N…, soit de haut en bas
dans une colonne du tableau périodique, puis de droite à gauche). Par exemple, un hétérocycle
qui possède dans son cycle un atome d'azote et un atome d'oxygène aura un nom dans lequel
les préfixes seront, successivement, oxa (O), puis aza (N) car O > N. Pour que le nom soit lu
plus facilement, on écrira non pas «oxaaza» mais oxaza, avec élision du «a» terminal du
préfixe devant une voyelle [].

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D’une manière générale, le nom d’un hétérocycle est composé de trois parties:
Le préfixe : (Le nombre, la nature et les positions des hétéroatomes)
La racine (La taille du cycle)
Le suffixe (Terminaison) : Décrivent la taille et le degré de saturation du cycle.
Tableau 1 : Préfixe des hétéroatomes
La taille de l’hétérocycle est indiquée par un suffixe (une terminaison). Il existe deux
possibilités de suffixe pour chaque grandeur de cycle: un suffixe pour les composés insaturés
et un suffixe pour les composés saturés (voir le Tableau 2). Dans le cas particulier des cycles
saturés à 3, 4 ou 5 chaînons, on doit en plus différencier, par le suffixe approprié, si le cycle
contient ou non un (des) atome(s) d’azote [].
Tableau 2 : Racine et Suffixe (Terminaison) des hétérocycles selon la taille, le degré de
saturation et la nature de l’hétéroatome.
Taille du cycle
Cycle insaturé
Cycle saturé
Non azoté
Un ou plusieur N
Non azoté
Un ou plusieur N
3
irène
irine
irane
iridine
4
ète
éte
étane
étidine
5
ole
ole
olane
olidine
6
Ine (O, S, Se, Te, Bi, Hg)
ane
ine (N, Si, Ge, Sn, Pb)
inane
Inine (B, F, Cl, Br, I, P, As, Sb)
inane
7
épine
épane
8
ocine
ocane
9
onine
onane
10
écine
écane
Pour un cycle à 6 chaînons, l’hétéroatome détermine à quelle série (A, B ou C) le cycle
appartient pour ensuite déterminer quel sera le suffixe approprié. Dans certains cas, les
Hétéroatome
Valence
Préfixe
O
2
Oxa
N
3
Aza
S
2
Thia
Se
2
Selena
Te
2
Tellura
P
3
Phospha
As
3
Arsa
Si
4
Sila
Ge
4
Germa
Bi (bismuth)
Bisma
Sn (étain)
4
Stanna
Pb (Plomb)
2
Plomba
B (Bore)
3
Bora