Alkylation de dérivés carbonylés-1,3 R R O O R OR O O RO OR O O

Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Alkylation de dérivés carbonylés-1,3
O
O
O
R
R
H
H
O
R
O
OR
H
H
O
RO
OR
H
H
1,3-dicétone
1,3-cétoester
1,3-diester (malonate)
pK a = 9
pK a = 11
pK a = 13
a) Alkylation de 1,3-dicétones
enolates-21 2017-01-06 16:03
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
a) Alkylation de 1,3-dicétones (suite)
O
O
H
O
O
O
1) Base
1) Base
2) RX
2) R'X
H
R
O
R
H
produit
mono-alkylé
R'
produit
di-alkylé
Exemples
O
O
O
O
1) K 2CO3 (1 équiv.)
2) CH3I (1 équiv.)
O
O
H
CH3
O
O
1) K 2CO3 (excès)
2) CH3I (excès)
H 3C
O
O
O
1) K 2CO3 (excès)
2) CH3I (excès)
enolates-22 2017-01-06 16:04
CH3
O
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
b) Alkylation de β-cétoesters
O
O
O
O
O
1) Base
1) Base
OR 2) R1 X
H
O
R1
R1
H
O
1) NaOEt, EtOH
2) CH3I
O
H
OR
OR 2) R 2X
H
O
O
O
O
- EtOH
- NaI
H
R2
H
CH 3
1) t-BuOK, t-BuOH
2) PhCH 2Br
O
- t-BuOH
- KBr
O
O
CH 3
Ph
Synthèse acétoacétique (synthèse de méthylcétones)
O
O
O
O
O
1) B -, R1 X
OR
2) B -, R 2X
!
OR
R1
R2
! alkylation(s) avec R1 X, R 2X
! hydrolyse de l'ester
! décarboxylation (- CO2)
H 2O
!
OH
R1
R2
Δ
- CO2
O
H
R1
enolates-23 2017-01-06 16:04
O
R2
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Synthèse acétoacétique (suite)
O
O
O
O
O
Δ, H +
H 2O
OR
R1
R2
R1
R2
OH - CO
2
Hydrolyse
!
Décarboxylation
!
R1
R2
décarboxylation
méthylcétone
hydrolyse
!
H
Matière vue à la page Dérivésacides-31
= réaction par laquelle un acide carboxylique perd du CO2
H
O
O
O
OH
R1
R2
H
O
O
O
Δ
=
R2 + C
O
R1
R2
R1
O
O
H
R1
enolates-24 2017-01-06 16:05
O
R2
+
C
O
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Synthèse acétoacétique (suite)
En résumé :
O
O
O
O
O
H
OR
CH3
OR
CH3
R1
CH3
R2
R1
R1 ou R 2 peut être H
Exemple
O
O
O
1) CH3CH2ONa,
CH2CH3OH
OCH2CH3 2)
CH3
R2
O
OCH2CH3
CH3
Br
mono-alkylation
hydrolyse
basique
O
O
NaOH, H 2O
O
H 2SO 4, H 2O
CH3
100°C
2-heptanone
- CO2
décarboxylation
en milieu acide
enolates-25 2017-01-06 16:05
CH3
OH
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Synthèse acétoacétique (suite)
☞
Exercices
1) Écrivez le produit et le mécanisme de la réaction suivante :
O
O
100-150°C
?
OH
2) Écrivez le produit et le mécanisme de la réaction suivante :
O
O
100-150°C
OH
?
3) Proposez une voie de synthèse pour la 4-phénylbutan-2-one
au départ d'acétoacétate d'éthyle :
O
O
O
?
OEt
Ph
4) Proposez une voie de synthèse pour la 3-éthylpentan-2-one
au départ d'acétoacétate d'éthyle :
O
O
O
?
OEt
enolates-26 2017-01-06 16:05
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Exercices (solutions)
O
1)
O
O
100-150°C
OH
2)
O
- CO2
O
O
OH
100-150°C
- CO2
3)
O
O
1) EtONa
2) PhCH 2Cl
OEt
4)
O
O
enolates-27 2017-01-06 16:06
3) NaOH
4) H 3O+, Δ
1) EtONa
2) EtBr
OEt
O
3) EtONa
4) EtBr
5) NaOH
6) H 3O+, Δ
Ph
O
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
c) Alkylation de diesters-1,3
O
O
O
O
O
1) Base
OR 2) R1 X
RO
H
1) Base
R1
O
EtO
OR
R1
O
R2
O
EtO
- EtOH
- NaI
H
RO
H
1) NaOEt, EtOH
2) EtI
OEt
H
OR 2) R 2X
RO
H
O
O
OEt
H
Et
- EtOH
- NaI
1) NaOEt, EtOH
2) EtI
O
O
EtO
OEt
Et
Et
Synthèse malonique (synthèse d'acides acétiques mono-, disubstitués)
O
O
O
O
O
1) B -, R1 X
RO
OR
2) B -, R 2X
!
H 2O
RO
OR
R1
R2
! alkylation(s) avec R1 X, R 2X
! hydrolyse du diester
! décarboxylation (- CO2)
enolates-28 2017-01-06 16:06
O
HO
!
OH
R1
R2
Δ
- CO2
O
H
OH
R1
R2
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Synthèse malonique (suite)
O
O
O
O
O
H 2O
RO
OR
R1
Δ, H +
HO
R2
OH
R1
R2
Hydrolyse
!
Décarboxylation
!
OH
- CO2
R1
Matière vue à la page derivesacides-31
H
O
O
HO
O
OH
R1
=
O
O
O
OH
R1
O
H
Δ
R2
O
O
C + R2
OH
R2
R1
O
O
O
HO
OH
acide malonique
O
OH
acide acétique
enolates-29 2017-01-06 16:06
R2
décarboxylation
acide acétique
substitué
hydrolyse
!
H
H
C +
O
R2
OH
R1
acide acétique
mono- ou disubstitué
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Synthèse malonique (suite)
Exemple
O
O
H 3CH2CO
O
OCH2CH 3
H
H
CH 3CH2O Na
O
H 3CH2CO
OCH2CH 3
H
Na
CH 3CH2 I
O
O
H 3CH2CO
O
OCH2CH 3
Na
CH2CH 3
CH 3CH2O Na
O
H 3CH2CO
OCH2CH 3
H
CH2CH 3
CH 3CH2CH2 I
O
O
H 3CH2CO
H 3CH2CH2C
O
1) NaOH
2) H 3O+
O
HO
OCH2CH 3
OH
H 3CH2CH2C
CH2CH 3
CH2CH 3
H
O
OH
O
OH
H 3CH2CH2C
H 3CH2CH2C
CH2CH 3
O
CH 3CH2CH2
OH
CH2CH 3
enolates-30 2017-01-06 16:07
O
OH
CH2CH 3
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Réactions des énols et des énolates (suite)
4) Réactions des énolates avec des dérivés carbonylés
O
R
O
O
NaOH
H 2O
R
H
H
Δ
- H 2O
R
H
R
R
OH
Condensation aldolique
aldolisation
O
OH
R
R
R
H
H
O
O
H
H
H
H
H
O
R
H
H
H
"aldéhyde- alcool"
= aldol
O
R
O
R
H
H
R
O
enolates-31 2017-01-06 16:07
H 2O
H
H
R
OH
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
4) Réactions des énolates avec des dérivés carbonylés (suite)
déshydratation
O
OH
O
R
Δ
H - H 2O
R
H
H
R
O
R
R
H
R
OH
OH
Réaction d'un nucléophile (énolate) avec un électrophile (un composé carbonylé)
O
O
R
R'
nucléophile
R"
H
électrophile
nucléophile
nucléophile
O
nucléophile
O
O
R
R
R
R'
R"
H
O
électrophile
enolates-32 2017-01-06 16:08
R'
Base
R"
OH
électrophile
Δ
- H 2O
H
R"
électrophile
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
4) Réactions des énolates avec des dérivés carbonylés (suite)
O
O
O
1) LDA
R
R'
2)
R
O
R"
R'
H
R"
O
LDA
R'
R"
Li
O
R
R
R'
H
R
OH
O
R
Δ
- H 2O
R'
R'
H
H Li
H
O
aldolisation
R"
O
H
R
H
R'
R"
O
H 2O
O
R
H
aldol
déshydratation
R
R'
Δ
- H 2O
R"
enolates-33 2017-01-06 16:08
Li
OH
R"
O
R'
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Exercices
Complétez les réactions suivantes :
1)
O
O
CH3 +
OH
H
?
CHO
2)
O
OH
+
?
3)
O2N
+
CHO
4)
OH
CH3CHO
K 2CO3
H
?
?
H 2O, Δ
O
5)
O
O
H
enolates-34 2017-01-06 16:08
+
NaOH
H
H 2O, Δ
?
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Solutions
O
1)
O
O
CH
OH
CH 3 +
CH
H
O
2)
CHO
OH
+
O
3)
CHO +
O2N
CH 3CHO
OH
O2N
CH
H K 2CO3
4)
H
H 2O, Δ
O
H
O
5)
O
H
O
H
+
enolates-35 2017-01-06 16:09
NaOH
H
H 2O, Δ
CHO
CHCHO
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
4) Réactions des énolates avec des dérivés carbonylés (suite)
Condensation aldolique intramoléculaire
O
O
H
KOH, H 2O
H
H
- H 2O
O
H
La réaction intramoléculaire est favorisée par rapport à une réaction
intermoléculaire.
Mécanisme
O
H
H
H
H
O
enolates-36 2017-01-06 16:09
OH
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Condensation aldolique intramoléculaire (suite)
O
O
NaOH, H 2O
CH3
H 3C
- H 2O
O
CH3
Habituellement, c'est le cycle le moins tendu qui se forme, soit souvent
des cycles à 5 ou à 6 atomes..
Mécanisme
O
H
O
H
C
H 3C
H
CH2
OH
H 3C
O
O
O
O
O
H 2O
- H 2O
CH3
OH
CH3
Le cycle à 3 carbones trop tendu ne se formera pas.
enolates-37 2017-01-06 16:09
O
CH3
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
Condensation aldolique intramoléculaire Suite)
Exercices
Prédire l'issue des condensations aldoliques intramoléculaires
des composés suivants.
O
1)
Ph
O
O
2)
O
O
3)
O
4)
O
enolates-38 2017-01-06 16:10
O
CHM-2000
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
Solutions
Ph
O
1)
NaOH
Ph
O
O
Le cycle à 3 ne sera pas formé.
O
2)
NaOH
O
O
Les cycles à 3 ne seront pas formés.
Autre possibilité de cycle à 5 :
O
O
O
O
Bu
O
tendu et ne peut pas
être déshydraté
(ne se formera pas)
OH
Bu
enolates-39 2017-01-06 16:10
Chimie organique II
© Thierry Ollevier
CHM-2000
O
3)
NaOH
O
O
O
4)
=
O
O
O
NaOH
OH
enolates-40 2017-01-06 16:10
O
O