Autres méthodes de synthèse d`un ester (suite) R C OCH3 O R C

Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Autres méthodes de synthèse d'un ester (suite)
2.4.5. Par réaction avec le diazométhane
O
O
H
+
C
R
OH
C
N
C
N
H
OCH3
R
!
+ N
N
N
N
diazométhane
Mécanisme
O
H
C
R
O
H
O
C
H
N
C
N
réaction
A-B
R
O
CH3
SN
O
C
R
OCH3
+ N
Cette méthode est une excellente méthode pour préparer un ester
méthylique.
derivesacides-61 2016-01-12 19:04
N
Chimie organique II
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2. Synthèse des dérivés d'acides (suite)
2.7. Synthèse des esters et lactones par la réaction de Baeyer-Villiger
O
O
MCPBA ou autre peracide
C
R'
R
R'
C
R
O
!
cétone
ester ou lactone
O
O
Cl
O
O
H
O
O
acide méta-chloro peroxybenzoïque
(MCPBA)
Particularités
CH3
O
1)
O
MCPBA
H 3C
H 3C
CH3
O
CH3
CH3
L'atome d'oxygène s'insère dans la liaison C-C la plus substituée.
2)
O
O
CH2CH3
MCPBA
O
CH2CH3
Si on a un centre chiral en position adjacente, la chiralité est maintenue
dans le produit de réaction.
derivesacides-62 2016-01-12 19:06
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2.7. Synthèse des esters et lactones par la réaction de Baeyer-Villiger
(suite)
Mécanisme
O
Cl
O
O
O
H
acide méta-chloro peroxybenzoïque
(MCPBA)
H + (cat.)
H+
derivesacides-63 2016-01-12 19:06
O
O
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2.7. Synthèse des esters et lactones par la réaction de Baeyer-Villiger
(suite)
Remarque
O
O
O
MCPBA
(excès)
MCPBA
O
O
O
MCPBA peut aussi convertir des alcènes en époxydes. La réaction
d'époxydation sera plus rapide que la réaction de Baeyer-Villiger.
C'est finalement la lactone-époxyde qui sera obtenue.
La lactone suivante ne pourra donc pas être préparée par oxydation de la
cétone-alcène de départ :
O
O
derivesacides-64 2016-01-12 19:06
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2. Synthèse des dérivés d'acides
2.1. Synthèse des carboxylates
2.2. Synthèse des chlorures d'acides
2.3. Synthèse des anhydrides d'acides
2.4. Synthèse des esters
2.5. Synthèse des amides
2.6. Réduction des acides carboxyliques et dérivés
☞
2.5. Synthèse des amides
O
O
C
+
R
C
NHRR'
Cl
R
!
chlorure
d'acide
HCl
+
H 2O
NRR'
amide
amine
O
O
C
R
+
+
C
NHRR'
OH
R
!
acide
NRR'
amide
amine
Mécanisme
R'
O
O
C
R
+
Cl
R
N
O
H
NHRR'
R
R'
C
C
R
Cl
N
R
H
O
H
H
N
R
derivesacides-65 2016-01-12 19:05
Cl
R'
NHRR'
R'
C
+
R
N
R
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Avec les acides carboxyliques :
Mécanisme
addition
élimination
O
C
R
O
O
H + NHRR'
R'
C
R
+
N
H 2O
R
équilibre A-B
O
C
O
R
H
NHRR'
L'équilibre acide-base est à l'origine en faveur du carboxylate mais le
processus de formation de l'amide (addition-élimination) déplace l'équilibre
en faveur de la consommation du carboxylate.
En version cyclique
O
O
OH
O
H
O
NH 2
NH 3
N
Δ
+ H 2O
!
lactame
O
Analogie :
H
OH
O
O
OH
lactone
derivesacides-66 2016-01-12 19:05
+ H 2O
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Nomenclature
O
O
O
α
β
NH
NH
NH
δ
γ
β-lactame
γ-lactame
δ-lactame
Le motif β-lactame est présent dans la structure des pénicillines :
H
N
R
O
S
N
O
CO2H
Analogie avec les lactones :
O
O
O
O
O
β-lactone
O
γ-lactone
δ-lactone
O
O
derivesacides-67 2016-01-12 19:05
butyrolactone
(cfr. acide butyrique-butanoïque
en C4)
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2. Synthèse des dérivés d'acides
☞
2.1. Synthèse des carboxylates
2.2. Synthèse des chlorures d'acides
2.3. Synthèse des anhydrides d'acides
2.4. Synthèse des esters
2.5. Synthèse des amides
2.6. Réduction des acides carboxyliques et dérivés
2.6. Réduction des acides carboxyliques et dérivés
2.6.1. Réduction des esters par les hydrures
O
C
R
H
1) 0,5 équivalent LiAlH 4
+ R'OH
C
2) H 3O+
OR'
H
R
OH
!
La réduction d'un ester en alcool nécessite 0,5 équivalent d'hydrure
(2 hydrogènes pour réduire la fonction ester). L'ester est d'abord réduit
en aldéhyde. L'aldéhyde est ensuite réduit en alcool.
Mécanisme
H
O
Li
H
H
Al
C
R
OR'
+ H
Al
H
H
O
H
H
H
C
R
derivesacides-68 2016-01-12 19:05
H
C
R
H
H
C
R
O
O
Li
Li
H
H 3O+
H
OR'
H
Al
O
H
Al
H
H
C
H
R
H
Li
H
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2.6.1. Réduction des esters par les hydrures (suite)
Exemple
O
1) 0,5 équivalents LiAlH 4
N
2) H 3O+
O
N
+
OH
HO
Il existe d'autres hydrures capables de réduire un ester.
ex.
H
Al
hydrure de diisobutylaluminium (DIBAL)
(i-Bu2AlH)
O
1) 2 équivalents DIBAL
C
R
OR'
2) H 3O+
H
H
+ R'OH
C
R
OH
!
Dans certains cas (1 équivalent de DIBAL, dans le toluène comme
solvant et à basse température), il est possible d'arrêter la réduction
de l'ester à l'aldéhyde.
O
O
1) 1 équivalent DIBAL
C
R
OR'
toluène, -78°C
2) H 3O+
!
derivesacides-69 2016-01-12 19:32
+ R'OH
C
R
H
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CHM-2000
2.6.1. Réduction des esters par les hydrures (suite)
Exemples
O
O
DIBAL (2 équivalents)
Et 2O
O
O
OH
O
OMe
O
O
DIBAL (1 équivalent)
Toluène, -60°C
O
H
2.6.2. Addition de réactifs organométalliques
a) à un ester :
O
1) 2 équivalents R"MgBr
C
R
OR'
2) H 3O+
HO
R"
C
R
R"
!
Les esters peuvent être transformés en alcools lorsqu'on ajoute deux
équivalents d'un réactif de Grignard. Les esters sont donc convertis
en alcools tertiaires (les esters formiques en secondaires).
derivesacides-70 2016-01-12 19:08
Chimie organique II
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CHM-2000
2.6.2. Addition de réactifs organométalliques (suite)
Mécanisme
MgBr
O
O
C
R
OR'
+ R"
O
R"
C
C
MgBr
R
R
OR'
R"
R"
H
O
R"
H 3O+
C
R
BrMg
O
MgBr
R"
C
R"
R
R"
Exemples
O
1)
+
O
MgBr
2
1) Et 2O
2) H 3O+
HO
+
2)
O
H
HO
O
+
2
derivesacides-71 2016-01-12 19:08
1) Et 2O
MgBr
2) H 3O+
H
OH
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2.6.2. Addition de réactifs organométalliques (suite)
b) à un acide :
O
O
1) 2 équivalents R"Li
C
R
C
2) H 3O+
OH
R
R"
!
Exemple
OLi
O
O
OH
OLi
CH3Li
CH3Li
- CH4
OLi
CH3
H 3O+
O
Mécanisme
CH3
O
H
C
R
O
derivesacides-72 2016-01-12 19:07
+ R"
Li
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2.6.3. Réduction des amides par les hydrures
O
H
1) LiAlH 4
C
R
C
2) H 3O+
NR'R"
H
R
NR'R"
!
Exemple
O
1) LiAlH 4
N
N
2) H 3O+
Mécanisme
H
H
Al
O
C
R
Li
+ H
NR'R"
H
Al
iminium
H
O
H
Li
R'
R"
N
H
C
R
C
NR'R"
R
H
H
H
H
H
R'
R"
N
H
C
R
derivesacides-73 2016-01-12 19:07
Al
H
Li
H
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CHM-2000
Résumé
La plupart des réactions vues :
synthèse d'un ester (lactone en version cyclique) au départ d'un acide
synthèse d'un acide au départ d'un ester (hydrolyse acide ou basique)
synthèse d'un chlorure d'acide au départ d'un acide
synthèse d'un acide au départ d'un chlorure d'acide (hydrolyse)
synthèse des anhydrides d'acides, des amides (lactames en version
cyclique),...
hydrolyses des anhydrides d'acides, des amides, des nitriles, ...
additions d'organométalliques, hydrures, ...
...
passent toutes par le même mécanisme d'addition-élimination
via un intermédiaire tétraédrique !
Le mécanisme d'une de ces réactions pourra donc toujours être déduit
de manière logique puisqu'il suffit de le dériver du mécanisme général
d'addition-élimination.
O
Nu
C
R
O
C
R
L
Addition
derivesacides-74 2016-01-12 19:10
O
Nu
C
L
-L
Élimination
R
Nu
Chimie organique II
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☞
CHM-2000
Problème
Donnez la structure des produits et détaillez les mécanismes.
CrO3
MCPBA
A
B
n-Oct-Li
C
OH
Problème (solution)
CrO3
MCPBA
O
OH
O
O
n-Oct-Li
OLi
O
n-Oct n-Oct-Li
n-Oct
OLi
OLi
H 3O+
OH
n-Oct
n-Oct
OH
derivesacides-75 2016-01-12 19:10
n-Oct
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
☞
Problème 18.10 (S)
☞
Problème 18.11 (S)
☞
Problème 18.12 (S)
☞
Problème 18.13 (S)
☞
Problème 18.14 (S)
☞
Problème 18.15 (S)
CHM-2000
(sauf a) 1.)
Solutions des problèmes 18.10-18.15 : voir CD-ROM
Problèmes complémentaires
☞
Écrivez le/les produit(s) des réactions suivantes ainsi que le
mécanisme détaillé.
1)
O
CH3OH
OH
2)
H 2SO 4
Δ
O
H 2O
O
derivesacides-76 2016-01-12 19:10
?
H 2SO 4
Δ
?
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
☞
Problèmes complémentaires
CHM-2000
(suite)
Écrivez le/les produit(s) des réactions suivantes ainsi que le
mécanisme détaillé.
3)
O
H 3O+
O
Δ
?
O
O
4)
H 3O+
Δ
O
5)
CH2N 2
CO2H
6)
?
Et 2O
O
Me 2NH
Δ
OH
?
7)
1) LiAlH 4
?
2)
COOH
derivesacides-77 2016-01-12 19:09
H 3O+
?
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
Problèmes complémentaires
☞
CHM-2000
(suite)
Expliquez le résultat suivant avec un mécanisme.
HO
H
OHC
H 3O+
O
O
O
CO2H
Problèmes complémentaires (solutions)
1)
O
CH3OH
OH
2)
O
H 2SO 4
Δ
OCH3
O
H 2O
H 2SO 4
Δ
O
O
OH + HO
derivesacides-78 2016-01-12 19:09
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Problèmes complémentaires (solutions)
3)
O
H 3O+
O
Δ
O
O
HO
OH
+
O
O
4)
H 3O+
Δ
O
O
OH
5)
CO2H
derivesacides-79 2016-01-12 19:09
CH2N 2
Et 2O
+
HO
CO2CH3
Chimie organique II
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CHM-2000
Problèmes complémentaires (solutions)
O
6)
O
Me 2NH
Δ
OH
7)
NMe 2
1) LiAlH 4
2) H 3O+
COOH
CH2OH
Expliquez le résultat suivant avec un mécanisme (solution).
HO
H
O
OHC
H 3O+
O
O
CO2H
O
H
OH
OH
O
derivesacides-80 2016-01-12 19:09
mécanismes à écrire
de manière détaillée...