4) Réactions des énolates avec des dérivés carbonylés (suite

Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
4) Réactions des énolates avec des dérivés carbonylés (suite)
Condensation de Claisen
O
O
O
NaOEt
+
CH 3
O
O
CH 3
O
CH 3
- EtOH
O
= réaction de l'énolate d'un ester avec un composé carbonylé
Mécanisme
O
O
H
H
O
OCH2CH3
H
O
H
+ HOCH 2CH3
H
formation de l'énolate de l'ester
O
H
O
H
O
O
H
O
H
+ H
O
H
H
addition
nucléophile
O
H
O
CH2
H
H
enolates-41 2017-01-06 16:11
O
OEt
© Thierry Ollevier
Mécanisme (suite)
enolates-42 2017-01-06 16:11
Chimie organique II
CHM-2000
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Exemple
O
2
O
NaOCH 2CH3
HOCH 2CH3
O
O
O
O
O
H 3C
H 3C
O
OCH2CH3
H
O
H
+ HOCH 2CH3
H
O
H 3C
O
H 3C
O
H
O
H
H
O
O
O
OCH2CH3
O
O
O
O
H+
O
enolates-43 2017-01-06 16:12
O
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Exercices
Donnez les produits qui résulteront de la condensation de Claisen
dans le cas 1) du 3-méthylbutanoate d'éthyle, 2) du pentanoate d'éthyle.
Pour chacune des réactions, la base est l'éthanolate de sodium et le
solvant est l'éthanol.
1)
O
NaOCH 2CH3
HOCH 2CH3
O
O
2)
NaOCH 2CH3
O
HOCH 2CH3
Solutions
1)
O
O
O
2)
O
O
O
enolates-44 2017-01-06 16:12
?
?
Chimie organique II
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CHM-2000
Condensation de Claisen mixte (avec deux esters différents)
O
O
OEt
+
O
1) CH 3CH2ONa,
CH 3CH2OH
OEt
O
OEt
2) H 3O+
= réaction de l'énolate d'un ester avec autre ester (un des esters n'a pas
d'hydrogène en α
☞
Problème 19.1 (S)
☞
Problème 19.3 (S)
☞
Problème 19.4 (S)
Condensation de Claisen mixte (entre une cétone et un ester)
O
O
OEt
+
1) NaH
O
O
2) H 3O+
La cétone est plus acide que l'ester. Elle est donc convertie en énolate
avant l'autocondensation de l'ester sur lui-même.
enolates-45 2017-01-06 16:12
Chimie organique II
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CHM-2000
Bonus : autres condensations de Claisen mixtes
O
O
CH 3
O
O
Et 3N
+ Cl
Me
O
Cl
O
+
LDA
OMe
Me
OMe
O
+
O
Me
OMe
O
enolates-46 2017-01-06 16:13
O
Chimie organique II
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CHM-2000
Condensation de Dieckmann (Claisen intramoléculaire)
O
O
1) CH 3CH2ONa,
CH 3CH2OH
O
O
O
O
2) H 3O+
O
Réaction souvent utilisée pour faire des cycles à 5 ou à 6
Mécanisme
H
O
H
O
OCH2CH 3
OEt
EtO
OEt
-
HOCH 2CH 3
EtO
O
O
O
O
O
OEt
EtO
O
OEt
HOCH 2CH 3
H 3O+
O
O
OEt
enolates-47 2017-01-06 16:13
O
OEt
OCH2CH 3
+
O
Chimie organique II
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☞
CHM-2000
Problème 19.2 (S)
Condensation de Dieckmann (suite)
Potentiels de la méthode : préparer des cétones cycliques
O
O
O
OEt
O
O
H 2O
Δ
OH
hydrolyse
- CO2
décarboxylation
Exemple
H
MeO 2C
CO2Me
CH 3
MeO 2C
H
RO
H
t-BuOK
O
H
CO2Me
MeO 2C
CH 3
H
RO
H
NaOH puis H 3O+
O
H
CO2H
CH 3
H
enolates-48 2017-01-06 16:13
RO
H
Chimie organique II
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CHM-2000
5) Réaction de Mannich
O
O
+
H 3C
CH3
N
H
+
H
H
O
N
HCl
+
!
H 2O
H 3C
Mécanisme
O
HO
1)
+
H
2)
H
HO
N
H
H
H
N
HCl
H
H
O
O
HCl
H
CH3
H
N
H
H 3C
H
N
+
3)
N
H 3C
H
CH2
O
H 3C
enolates-49 2017-01-06 16:14
N
Chimie organique II
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CHM-2000
6) Additions conjuguées
rappel
O
O
Nu
Nu
R
R
addition-1,2
O
O
Nu
R
Nu
R
addition-1,4
(addition conjugée)
mécanisme
O
O
R
Nu
Nu
R
E+
H 3O+
O
Nu
O
R
Nu
R
E
enolates-50 2017-01-06 16:14
Chimie organique II
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CHM-2000
Exemples
Li +
CH3
O
CH3
CH3Li
H 3C
CH3
O
CH3
H 3C
CH3
addition-1,2
H 3O+
CH3
HO
CH3
H 3C
H
O
CN
Ph
Ph
H
EtOH
CH3
H
CN
O
Ph
Ph
H
addition-1,4
(addition conjugée)
EtO
H
CN
O
Ph
Ph
H
enolates-51 2017-01-06 16:15
H
H
Chimie organique II
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CHM-2000
Addition de Michael
Addition d'un dérivé du type
O
O
O
R
O
R
R
O
OR
O
RO
O
OR
R
sur un dérivé carbonylé conjugué en addition 1,4 ("addition conjuguée")
O
(accepteur de Michael)
R'
(O)R
Exemple 1
O
O
O
+
EtO
H
O
O
EtO
OEt
H
H
O
O
O
O
H
enolates-52 2017-01-06 16:15
OEt
OEt
addition
de Michael
OEt
OEt
O
O
EtO
CH 3CH2O
+
EtO
OEt
addition
de Michael
A-B
O
O
OEt
OEt
OEt
EtONa
EtOH
OEt
O
O
OEt
O
OEt
Chimie organique II
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CHM-2000
Addition de Michael (suite)
OEt
O
OEt
O
H 3O+
O
OEt
O
O
étape ultérieure
de protonation
OEt
OEt
O
OEt
Exemple 2
O
O
O
O
Pyridine
+
O
H
addition
de Michael
O
O
H
H
O
O
O
A-B
O
O
N
O
+
addition
de Michael
H
H
enolates-53 2017-01-06 16:15
H
O
O
H
O
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Addition de Michael (suite)
O
O
H 3O+
O
H
O
étape ultérieure
de protonation
O
H
O
Exemple 3
O
O
O
CH 3
+
O
CH 3
EtOK
EtOH
Ph
Ph
addition
de Michael
L'addition de Michael est également réalisable avec une cétone
Exercice 1
Écrivez la structure des produits A et B et les mécanismes.
O
O
Ph
NaOH
H 2O
enolates-54 2017-01-06 16:16
H
A
CH2(CO 2Et) 2
NaOEt
EtOH
B
Chimie organique II
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CHM-2000
Solution
O
O
O
Ph
OH
H
Ph
NaOH
H 2O
- H 2O
O
O
Ph
CO2Et
Ph
NaOEt
EtOH
CO2Et
B
CH2(CO 2Et) 2
A
Dans cet exemple, l'accepteur de Michael A a d'abord été préparé par
une réaction aldol suivie d'une déshydratation. L'addition conjuguée
du diester a ensuite été réalisée dans la seconde étape.
Exercice 2
Expliquez la formation de A.
O
O
base
+
CHO
A
enolates-55 2017-01-06 16:16
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Écrivez la structure des produits B et C (Bonus)
O
CH2(CO 2Et) 2
1) KOH, H 2O
B
EtONa
2)
H +,
C
Δ
A
Solution
O
EtO 2C
CO2Et
O
CH2(CO 2Et) 2
EtONa
A
EtO 2C
CO2Et
O
EtO 2C
CO2Et
O
B
O
O
EtO 2C
EtO 2C
B
O
O
O
1) KOH, H 2O
2) H +, Δ
O
C
enolates-56 2017-01-06 16:21
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Écrivez la structure des produits B et C, explications et mécanismes
O
CH2(CO 2Et) 2
B
EtONa
O
O
EtO
2)
O
EtONa
OEt
- Et OH
1) KOH, H 2O
EtO
H +,
Δ
O
OEt
O
justification sur base des pK a
(13 pour le diester, 17 pour l'éthanol)
EtO 2C
C
EtO 2C
CO2Et
O
cet énolate-ci devrait être favorisé
car un diester (pK a 13) est plus acide
qu'une cétone (pK a 19)
CO2Et
O
premier énolate formé
suite à l'addition de Michael
O
EtO 2C
CO2Et
O
EtO 2C
- EtONa
seul énolate qui peut conduire
à la condensation de Dieckmann
enolates-57 2017-01-06 16:19
O
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
O
EtO 2C
CO2Et
O
EtO 2C
- EtONa
O
O
O
EtO
O
énolate de dicétone favorisé par rapport à :
O
O
O
EtO
O
EtO
O
O
"énolate d'un cétoester"
"énolate d'une cétone"
O
O
EtO 2C
H+
O
enolates-58 2017-01-06 16:20
EtO 2C
O
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
O
O
EtO 2C
EtO 2C
H+
O
O
hydrolyse
d'ester
1) KOH, H 2O
puis H +
H
OH
O
O
décarboxylation
2) H +, Δ
O
O
O
tautomérisation
O
OH
O
O
tautomérisation
enolates-59 2017-01-06 16:22
énol le plus stable
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
O
OH
O
O
tautomérisation
La tautomérisation est un réarrangement qui permet à deux isomères
de s'interconvertir grâce au déplacement simultané d'un proton et d'une
double liaison. On dit souvent que l'énol se tautomérise en composé
carbonylé correspondant. Les deux espèces sont qualifiées de tautomères.
L'équilibre est généralement en faveur du composé carbonylé :
O
OH
Dans le cas particulier des dicétones, l'énol est souvent favorisé :
H
O
O
enolates-60 2017-01-06 16:23
O
O
O
HO
O
O