Énols

CHM 2520
CHM 2520
Chimie organique II
Énols et énolates
Acidité des aldéhydes et des cétones
•  voir S&F 17.1
•  le groupement carbonyle, étant assez électrophile, rend les
protons en alpha assez acides
•  on note également que la base conjugué est stabilisé par la
résonance :
O
C
C
O
+ B–
C
C
O
C
C
+
BH
H
pKa = ~25
dans le DMSO énolate
carbanion
2
Énols et énolates
1
CHM 2520
Alkylation des énolates
•  on peut générer un énolate a l’aide d’une base forte
–  e.g. « LDA », lithium diisopropyle amide
•  ensuite on peut effectuer la C-alkylation de la forme énolate
OLi
–  e.g.: O
H
+
+
N
N
H
Li
LDA
OLi
O
+
+
Br
LiBr
C-alkylation
3
Tautomérie
•  voir S&F 17.2
O
C
C
OH
C
C
H
Forme céto
•  la forme céto est 36.6 kJ/mol
Forme énol
que la forme énol
4
Énols et énolates
2
CHM 2520
Tautomérie
•  la tautomérie peut être catalysée en milieu acide :
O
OH
C
C
H+
+
C
H
–H+
C
O
C
C
H
H
•  …ou en milieu basique :
O
C
C
H
O
+
C
B–
BH
C
O
C
C
H
5
Isomérisation
•  la tautomérisation peut mener à l’épimerisation, soit le
changement de configuration d’un stéréocentre
•  ce processus thermodynamique, catalysée par une base, donne
typiquement la cétone la plus stable
O
O
–  e.g. O
H
K+ -OH
EtOH
EtOH
Plus stable
O
H
H
K+ -OH
EtOH
O
H
O
H
EtOH
H
6
Énols et énolates
3
CHM 2520
Racémisation
•  voir S&F 17.3A
•  si une molécule possède un
à côté du
carbonyle, elle peut être racémisée par la tautomérisation
–  e.g. :
Ph
H
H3C
O
KOH
EtOH
CH3
Ph
O
H3C
CH3
Ph
EtOH
H3C
KOH
H
O
CH3
7
Halogénation
•  les aldéhydes et les cétones peuvent être halogénés par le X2
•  en milieu
, la réaction s’arrête après la monoaddition :
O
R'
R
O
X2
CH3CO2H
X
R
R'
–  e.g. :
O
H3C
O
Br2
CH3
CH3CO2H
H3C
Br
8
Énols et énolates
4
CHM 2520
Mécanisme de monoaddition
•  le brome, étant électroattracteur,
de
A, une étape nécessaire pour que la réaction continue selon le
même mécanisme
•  donc, on n’observe pas de deuxième halogénation
O
O
+
H3C
H
CH3
O
O
CH3
Br-Br
H3C
O
énol
+
O
CH3
O
–HBr
Br + Br
H3C
O
H
H3C
H
OH
H
H3C
Br
A
9
Halogénation
•  les aldéhydes et les cétones peuvent être halogénés par le X2
•  en milieu
, la réaction mène à la
:
O
R
R'
O
X2
NaOH
X
X
R
R'
–  e.g. :
O
Br2
NaOH
O
Br
Br
10
Énols et énolates
5
CHM 2520
Mécanisme de polyaddition
•  ici le brome, étant électroattracteur,
A, et accélère la deuxième halogénation
O
Br-Br
O
-OH
+
de
- H2O
O
Br
– NaBr
H
A
énolate
O
Br-Br
O
Br
H
+
-OH
- H2O
A
Br
O
Br
– NaBr
Br
B
énolate
11
Réaction à l’haloforme
•  peut être utilisée comme un test d’identification des
(voir S&F 17.3C)
O
R
O
K+ OH–
CH3
X2
R
O
H3O+
O
+ HCX3
R
OH
(excès)
12
Énols et énolates
6
CHM 2520
Mécanisme de la réaction à l’haloforme
O
R
K
O
K+ OH–
O
I
R
CH2
I
R
CH2
CH
O
I
R
R
I
+
I
K+ OH–
I
OH
R
O
R
I
R
I
I
O
O
K+ OH–
I
R
2) I2
I
O
O
1) KOH
I
H
C
OH
C
H
I
K
CI3
O
H3O+
I
+
K
O
K+ OH–
H
H
I
I
R
I
+
OH
HCI3
iodoforme
13
Alkylation (α) des aldéhydes et des cétones
•  l’énolate peut réagir en tant que
avec un substrat
organique électrophile pour faire l’alkylation en alpha
O
O
R
H
R
1) NaH
R
2) R'-X
R
R
R'
R
R = aryle, alkyle
–  e.g. :
O
O
CH3
H
CH3
1) NaH
2) CH2=CH-CH2Br
CH3
CH3
14
Énols et énolates
7
CHM 2520
Alkylation (α) des aldéhydes et des cétones
•  le mécanisme implique la formation quasi-irréversible de
l’énolate, suivie par son attaque sur le substrat organique :
O
Na
O
Na+ H–
CH3
H
Br
CH3
CH3
CH3
H2
O
CH3
CH3
+
NaBr
15
Alkylation (α) des aldéhydes et des cétones
•  d’autres exemples :
O
1) NaH
O
O
CH3
2) CH3I
+
CH3
CH3
27%
38%
16
Énols et énolates
8
CHM 2520
Poly α-alkylation
•  la poly alpha-alkylation de cétones est un problème souvent
rencontré en synthèse organique :
O
O
O
CH3
1) NaH
O
H3C
CH3
CH3
+
+
CH3
2) CH3I
17
Énamine
•  pour résoudre ce problème de sélectivité, on transforme la
cétone en énamine
N
C
N
C
C
C
énamine
•  ensuite, on le traite avec l’électrophile désiré
•  finalement, on hydrolyse le produit obtenu pour obtenir la cétone
1) H+,
O
R
N
H
R
2) R'-X
3) H2O
O
R
R
R'
18
Énols et énolates
9
CHM 2520
Monoaddition à l’énamine
•  l’énamine intermédiaire subit à une mono-addition
–  e.g. :
O
O
1) H+,
N
H
CH3
2) CH3-I
3) H2O
O
H
H
N
HO
N
H
H
N
N
O
H
N
H
–H2O
–H+
CH3-I
ion iminium
N
H
I
H
O
H
N
O
N
HO
énamine
H2O
–H+
+
N
H
19
Condensation aldolique
•  voir S&F 17.4
•  les aldéhydes et les cétones se condensent en milieu basique :
R
R
H
2 R
NaOH
R
EtOH
O
–H2O
H
OH
H
R
O
O
aldol
H
H
R
Na+ OH–
H
R
R
O
EtOH
H
R
O
O
R
R
H
O
H
R
OH
O
O
aldol
R
Na+ OH–
R
H
R
OH
O
–OH–
H
R
O
20
Énols et énolates
10
CHM 2520
Condensation aldolique
•  e.g. :
OH
KOH
O
O
–H2O
2
O
Δ
EtOH, 5 oC
•  mécanisme :
H
H
H2C
Na+ OH–
CH3
CH3
CH3
H
O
O
O
EtOH
O
O
H
CH3
OH
Na+ OH–
CH3
O
OH
CH3
–OH–
O
O
21
Condensation aldolique croisée
•  à partir de deux différents aldéhydes (ou cétones), la
condensation aldolique donne un mélange de quatre différents
produits
–  e.g. :
O
O
+
H
H
OH
O
OH
H
O
H
OH
OH
O
H
O
H
22
Énols et énolates
11
CHM 2520
Condensation aldolique croisée
•  on peut contrôler la sélectivité si on utilise un aldéhyde qui n’a
pas de proton acide
–  e.g. :
H
O
+
H
Me
H
NaOH
O
EtOH
O
Me
ajouté très lentement
réagit rapidement
H
Me
O
23
Condensation aldolique intramoléculaire
•  si une molécule contient deux carbonyles dont au moins un peut
former un énolate, une condensation aldolique peut avoir lieu de
manière intramoleculaire (voir S&F 17.6)
O
O
–  e.g. :
NaOH
EtOH,
chaleur
O
O
O
O
H
O
EtOH
NaOH
EtOH
O
O
O
O
H
OH
O
–OH–
NaOH
(ou EtONa)
OH
24
Énols et énolates
12
CHM 2520
Exercices recommandés
•  Problèmes dans S&F, Chapitre 17:
–  1-14, 18-20, 28 et 29 a,b,d,e,g,i,j,k,l,
–  30a-c,f,g, 31a,b,d,f,
–  24, 25a-c, 37, 39, 42
•  préparer des fiches des réactions :
O
R
K+ OH–
CH3
X2
(excès)
O
R
O
+ HCX3
25
Énols et énolates
13