Réponses DGD 3 Problème 1. a) Le sulfure d`hydrogène est un

Réponses DGD 3
Problème 1.
a) Le sulfure d’hydrogène est un nucléophile mou qui s’additionne en 1,4.
Comme il est utilisé en défaut, l’excès d’acrylate de méthyle réagit sur le thiol
nouvellement formé pour donner un thio-éther.
H2S
CO2Me
S
MeO2C
NaOAc
Exces
CO 2Me
H 2S
O
H
S
H
OMe
H
+
H
CO 2Me
S
CO2Me
O
H
S
H+
OMe
O
OMe
b)
O
MeO2C
Ph
1. NaOMe
CO2Me
2.
MeO2C
O
MeO
Ph
CO2Me
Ph
CO2Me
OMe
MeO2C
Ph
O
O
MeO2C
MeO2C
OMe
OMe
c)
CN
1. NaOMe
CN
2.
Ph
Ph
CN
CO2Me
CO2Me
CN
Ph
NC
C
N
CO2Me
d)
OH
O
LiAlH4
O
NaBH4
OH
NaBH4
Pour cette réaction, l’aluminohydrure de lithium est considéré comme dur alors
que le borohydrure de sodium est considéré comme mou (selon les tables de
dureté des acides et des bases). Ce qui est surprenant c’est que l’aluminium est
plus gros que le bore, il devrait donc être plus mou.
D’autres paramètres interviennent dans cette réaction comme :
- le type de cation : le lithium dans LiAlH4 active le carbonyle par
complexation sur l’oxygène, ce qui n’est pas le cas du sodium. Si LiBH4
avait été utilise, on aurait obtenu le même produit qu’avec LiAlH4.
- la conformation de l’énone : lorsqu’on fait réagir la cylohexenone avec
NaBH4, on forme un mélange 60/40 de produit 1,2/1,4.
e) Ici, le carbonyle est activé par protonation. Le bromure peut donc s’additionner
en 1,4. Il peut également s’additionner en 1,2 mais le produit obtenu est instable
et se décompose immédiatement en produits de départ.
OH
Br
H
H
O
Br -
O
O
O
HBr
Br
Br
Br
H
H
Li
O
O
Li
O
O
f) En présence d’un quantité catalytique de cuivre +I, on forme in situ un cuprate
(ou un organocuivre) qui s’additionne en 1,4 sur les systèmes conjugués.
O
O
5% CuI
iPr2CuMgCl
iPrMgCl
iPr
g)
O
N
1. dioxane, 16h
N
H3O+
O
iPr
iPr
iPr
O
O
Les énamines réagissent comment des énolates et s’additionne en 1,4.
h)
O
O
MeO2C
MeO2C
SPh
SPh
Base
O
CO2Me
CO2Me
SPh
OMe
- PhS-
SPh
O
O
O
Problème 2.
Précision sur les organocuprates.
+I
Me
Cu
+III
Me
+I
Me
Me
Me
O
Cu
Cu
Me
O
O
Lorsqu’un organocuprate s’additionne sur la double liaison, c’est en fait le cuivre
qui s’additionne : il passe ainsi du degré d’oxydation +I a +III. Cette réaction
s’appelle une addition oxydante. L’un des deux méthyles va alors migrer du
cuivre vers le carbone de la liaison C-Cu : cette dernière liaison est cassée et le
cuivre repasse à l’état d’oxydation +I. Cette réaction s’appelle un élimination
réductrice.
Cette séquence addition oxydante / élimination réductrice est très courante dans
la chimie organique des métaux de transition et en particulier avec le Palladium.
Ainsi les cuprates sont considérés comme des réactifs volumineux.
O
Me
tBu
Attaque axiale
H
H
Me2CuLi
Major
H
tBu
H
O
H
H
tBu
O
H
H
O
Me2CuLi
Attaque equatoriale
tBu
Me
H
H
Dans cet exemple, le cuprate va attaquer l’énone avec un angle de 104° (angle
de Bürgi-Dunitz). Dans ce cas-la, les interactions 1,3-diaxiales sont bien plus
fortes dans l’attaque axiale que les interactions 1,2 lors de l’attaque équatoriale.
Un autre mécanisme a également été mis en évidence mais il est bien plus
complexe (transfert monoélectronique et formation d’un radical anion).
b)
O
Me2CuLi
Br
Pseudo axial
Hax
Pseudo equatorial
R
H
Hax
H
•
Heq
O
Heq
H
Pseudo axial
•
Hax
O
Heq
H
R
Pseudo equatorial
Les deux demi-chaises sont présentes dans une proportion de presque 1/1.
Toutefois, pour chacune des deux conformations, deux attaques sont possibles :
une équatoriale, une axiale. L’attaque la plus favorable est celle qui forme
l’énolate dans la ‘état de transition le plus bas en énergie et celle qui est la moins
perturbée par les interactions d’origines stériques.
Attaque axiale donne un enolate
chaise + pas d'interactions
diaxiales fortes= favorable
Me
H
O
R
O
Attaque
axiale
H
H
R
Major
O
H
Attaque
equatoriale
O
H
R
O
Attaque equatoriale donne
un enolate de forme demibateau + pas d'interactions
1,2 diaxiales = défavorable
H
O
Me
Attaque equatoriale donne
un enolate de forme demibateau = défavorable
H
Me
O
O
H
Attaque
equatoriale
R
H
O
H
Attaque
axiale
O
R
O
Attaque axiale défavorable a
cause des interactions 1,3
diaxiales R/Me tres fortes
H
R
Me
Fin de la synthèse : l’énolate attaque le bromure (Sn2) de manière
intramoléculaire pour former un nouveau cycle.
Me
R
O
O
O
iPr
Me
Br
c)
Me
Me
Me2CuLi
O
d)
O
O
O
Ph2CuLi
Ph
Ph
Ph
Ph
Ph
Problème 3 :
a) La base est en défaut et la température est “élevée” (>> -78°C) : formation de
l’énolate thermodynamique.
O
ONa
O
1. 0.95 NaH
25°C
2. MeI
b) Ici il s’agit d’un base forte a basse temperature : formation de l’énolate
cinétique.
O
O
1. LDA, -78C
OLi
Ph
2. PhCH2Br
c) Le tert-butoxyde de potassium est une base faible, utilisée en quantité substœchiométrique (= en défaut). La déprotonation est alors réversible.
O
OK
Ph
0.9 eq (CH3)3COK
O
Ph
Ph
(CH3)3CCHO
OH
O
K
Base faible, encombree
soluble dans les solvent organique
comme le THF
d) Dans le cas suivant, les deux réactifs ne réagissent pas pareil avec l’énolate.
Le chlorure de silyle réagit avec l’oxygène (O-silylation), par contre le bromure
d’allyle reagit sur le carbone (C-alkylation).
O
OTMS
O
Br
Me3SiCl
Ether d'enol silyle : peut
encore reagir avec un
electrophile
Sur un énolate, l’oxygène est une base dure tandis que le carbone est une base
mole. L’oxy-anion réagit avec des électrophiles durs comme les chlorures de
silylés. On obtient alors un éther d’énol silylé, qui peut réagir un autre électrophile
mou de la même façon qu’un énolate.
Par contre avec un acide mou comme le bromure d’allyle réagit avec le carbone
de la double liaison.
e)
MeO2C
O
OMe
CO2Me
OMe
OMe
Br
OMe
2
1. LDA
OMe
OMe
OMe
MeO
MeO
Defavorable
OH
OMe
Favorable