I FONCTION CARBONYLE ALDEHYDES ET CETONES O O R Carbonyle O H R Aldéhyde O R R' Cétone Acide 1) Considérer l'alcane correspondant 2) Remplacer terminaison E par AL 3) CO toujours en position 1 * Noms Courants: O O H Formaldéhyde MéthanE (CH4) Aldéhydes: OH 1) Nomenclature: H * Noms Systématiques: H3C O CH3 Acétone EthanE (C2H6) Et AlcanE AlcanAL Et O Diéthylecétone Cl 4 PropanE (C3H8) 3 2 1 H Chloro-4-butanal O MéthanAL O H EthanAL 7 O O H PropanAL H H 6 5 4 3 2 1 Diméthyl-4,6-heptanal H 1) Nomenclature: Cétones 1) Considérer l'alcane correspondant 2) Remplacer terminaison E par ONE 3) Indiquer la Position* du CO * Noms Systématiques: O 5 4 2 3 * Considérer la Chaîne la plus Longue Σi la plus petite 1 AlcanE Pentan-2-one AlcanONE O O 7 6 5 4 3 2 1 5 2 1 Cl Chloro-4-méthyl-7-octan-3-one Remarque: Un aldéhyde (R-COH) ne peut faire partie d'un cycle. Une Cétone (R-CO-R') peut faire partie d'un cycle. 4 3 Diméthyl-2,2-cyclopentanone O 6 1 2 5 4 3 Br Bromo-4-cyclohexanone 2) Propriétés Physiques: * Structure Electronique: R 120° Liaison Π C Liaison σ O R' Liaison Double Polarisée (µ=2,7 D) Centre Nucléophile Orbitale P O Doublets Libres Caractère Basique Orbitale hybride SP2 O O δ δ 2 Formes limites Centre Electrophile Conséquences: * Polarisation de C=O: Eb Elevées * Solubles dans H2O (C1-C5) * C1-C12 Liquides; > C13 Solides Conséquences: Analogie avec C=C Fonction Carbonyle PLANE * Structure Spatiale: H Exemple typique: l'Ethanal (CH3-CHO) 114° H3C µ 121° O 125° H ° 1,124 A ° 1,500 A H3C ° 1,204 A O El=175180Kcal/mo l * Propriétés Spectroscopiques: 1H RMN: Spectroscopie Electronique O O Doublet n RCH2 O doublet Π 13C R' Π* Dans UV (275-295 nm) Π∗ Dans UV (190 nm) Π* O C H3C 199,6 ppm H 31,2 ppm O n 205,1 ppm 5,2 ppm 190 nm (ε = 1100) H3C O CH3 H 2,6 ppm 201,8 ppm C CH3-CH2 H 36,7 ppm 206,6 ppm C Exemple:CH3COCH3 280 nm (ε = 15) C RMN: Π n Π H δ =9,8 ppm δ = 2,5 ppm triplet, j=2 Hz Π* 2,0 ppm R O 17,5 ppm C CH3 30,2 ppm H3C CH2-CH2-CH3 29,3 ppm 45,2 ppm 13,5 ppm 3) Méthodes de Préparation Cétone a) Acide O + OH R Formellement R'Li="R' -"+Li+ R'Li Organolithien R' R - H2O - 2LiOH "R' - " O- Li+ H+ / O- Li+ R O H+ / H2O OH H2O R OH R' R' Forme Hydratée d'une Cétone b) Chlorure d'acide Cétone O + R Cl O H+ / H2O R'M Organométalliques "R' - " O- M+ R Cl R' R H+ / H2O - MCl R' 3) Méthodes de Préparation c) Chlorure d'acide Hydrure métalliques Aldéhyde O + HM = NaH, KH ("H- ", M+) R O H+ / H2O HM Cl R "H- " O- M+ R H H+ / H2O - MCl Cl H O + R Amide Aldéhyde d) Ester OR AlH 2 O H+ / H2O Aldéhyde O + R H R NR2 AlH 2 O H+ / H2O R H *Di-isobutylAluminium Hydride Hydrure particulier ne réduit pas l'ester *Remarque: On ne veut pas réduire l'ester en alcool (LiAlH4), mais on veut remplacer OR par H *Remarque: On ne veut pas réduire l'amide en amine (B2H6), mais on veut remplacer NR2 par H 3) Méthodes de Préparation e) Nitrile R Organométalliques RMgX : Orgnomagnésien R2Cu,M : Cuprate R2Zn : Organozincique C Cétone + R'M Organométalliques N C M Hydrolyse H+ / C R N N + HM Hydrure métalliques M C R R' Imine Aldéhyde "H- " Hydrure métalliques NaH KH H C - MOH R' - NH3 N f)Nitrile R H2O H+ / H2O C R R' R "R'- " N O H+ / H2O H O H+ / H2O C H R Hydrolyse - NH3 H+ / H2O H H+ / N H2O - MOH C R H Imine 3) Méthodes de Préparation g) Dérivé Halogéné Anion Stabilisé en α de Soufre R'X Cétone O H+ / H2O + S C S R H+ / HgCl2 R S S R R' Hydrolyse 1,3-dithiane Thioacétal = forme protégée de C=O Remarque: Base Forte Aldéhyde + O R H HS SH Protection Propane-1,3-dithiol Proton non acide S S R H Proton acide S S Li R Inversion de Polarité = UMPOLUNG Bilan : Transformation de R-COH (Aldéhyde) en R-CO-R' (Cétone) R' 3) Méthodes de Préparation h) Acide β cétonique O O α β Cétone O Δ Décarboxylation C C R OH R R' R' H OH H O O C O R R' R - CO2 C Enol H H O Acylation de Friedel & Crafts AlCl3 = Acide de Lewis O + AlCl3 H+ / C H2O R C R Cl Cétone Aromatique i) Benzène (Arène) Aromatisation O O Cl AlCl3 R R H H H H AlCl4 R' H j) Oxydation des ALCOOLS R Obtention d'ALDEHYDES H R C OH CrO3 / H2SO4 O C R Alcool Secondaire OH O H Aldéhyde R' O VI C R Alcool Primaire Hydratation du CrO3 en milieu acide Cr OH H Réactif de Jones: CrO3 + H2O / H2SO4 HO C O CrO3 / Pyridine HCl R' Cétone Mécanisme: Alcool Primaire Acide Chromique Acide Chromique O H R C Ester Chromique OH H + HO O H VI Cr OH R H2O O C O H VI Cr OH O + 2e Remarque: Aldéhyde Facilement Oxydable en Acide Oxydation O O C R O IV C OH Acide R Cr H Aldéhyde O OH 3) Méthodes de Préparation * Exemple: CrO3 / H2SO4 CrO3 / H2SO4 HC C C H C H CH2OH Acétone, 0 °C HC C C H C H CHO HC Acétone, 0 °C Aldéhyde Alcool Primaire C C H C H COOH Acide Remarque: L'oxydation se poursuit Pour Réaliser une Oxydation Ménagée On Désactive l'Oxydant en Utilisant de la Pyridine Réactif de Corey: CrO3 / Pyridine / HCl = PCC * Exemple: Remarque: Absence de H2O car suroxidation : O O H2C O C H CH2Cl2, NaCl O O OH OH O 85% Protection H2C OH Déprotection R-CH(OH)2 O HO C H OH R-CHO + H2O HO R-COOH O Obtention de CETONES Réactif de Jones: CrO3 + H2O/H2SO4 Mécanisme: Hydratation Du CrO3 en milieu acide O R' R C OH + H Alcool Primaire HO HO VI OH R H2O O Acide Chromique C Acide Chromique OH O O O R' Cr VI Cr VI O Cr O R' R O H Ester Chromique IV + C OH Cétone Cr O OH Remarque: Cétone Difficilement Oxydable en acide OH *Exemple: O CrO3/H2SO4 C OH C HO H Oxydation Par MnO2 : Un Oxydant Doux H2 C OH H Alcool Allylique MnO2 HO H C C CHCl3/25 °C MnO2 H 35% O 25 °C, Acétone Aldéhyde α,β conjugué OH HO O C 62% Formation de R-CHO et R-CO-R' par Clivage Oxydatif O O R1 C R2 R3 1) O3, 2)Réducteur R4 Ozonolyse C Alcène C R1 + R2 C R3 R4 Coupure de la liaison C=C R C C H H+ / H2O Hg2+ HO C C C C H R Enol Hydroboration R C R Alcyne O H Cétone H H B C BH 2 R CH3 *Addition MARKOWNICOV de H2O **Cis Addition de OH- et H+ C 2 H H2O2 / OH- O O H C R H Enolate *Addition Anti-MARKOWNICOV de H2O C R C C H Aldéhyde 3) Méthodes de Préparation Préparation Industrielle H3C OH O2/Catalyseur (Ag) 600 - 650 °C Méthanol HCOH * Le méthanal est un produit très important. Aux USA, 3 Millions de tonnes sont produites par an O H Utilisation du méthanal dans l'eau (le Formol): Fongicide, Desinfectant, Germicide, Résines etc... H Méthanal Formaldéhyde ** L'acétone (Propanone) est utilisée comme solvant CH3COCH3 Aux USA, 1 Million de tonnes sont produites par an H O H + H3C + O2 H Propène Car: Benzène H3C + OH CH3 Acétone Phénol + Cumène Procédé d'HYDROPEROXYDE de CUMENE 4) Réactivité de la Fonction Carbonyle Doublet Basique O δ C α Proton Acide H δ Π Centre Nucléophile Double Liaison Centre Electrophile * HYDROGENATION C C Alcène H2 Catalyseur *Exemples: O C C H H Alcane C H Aldéhyde H2 Catalyseur Cétone-Aldéhyde C O C O H H Alcool Remarque: C=O réagit plus lentement que C=C. Conséquence: Hydrogénation Sélective. H2, Ru, 160 °C 30 min. OH C H H Alcool Primaire O **Exemples: OH H2, Raney Ni C C 80 °C, 5 min. Cétone H Alcool Secondaire H2, Pt ***Exemple: Hydrogénation Sélective 1 atm., 25 °C H O O H δ O ADDITION IONIQUE δ C OX δ + X O-M+ C + "H-" M H C H *Addition d'Organométallique RM: OH H 2O -MOH Y δ *Addition d'Hydrure Métallique MH: O C Y C O-M+ O H Alcool Remarque: Réaction NON REVERSIBLE C + M R C R OH H2O -MOH C R "R-" Alcool Remarque: Réaction NON REVERSIBLE *Addition REVERSIBLE: Mécanisme En Milieu Basique: O + Nuc C Nuc Remarque: Analogie avec une Réaction SN2 Pas de Départ d'un Groupe mais la Double Liaison Bascule sur l'Oxygène OH O C H2O Nuc C Nuc + OH Protonation Anion Alkoxyde Basique En Milieu Acide: H O H H O O Faiblement Basique pKa = -8 OH Nuc C Nuc OH- Mauvais Partant Nuc Remarque: C=O très faiblement Basique Conséquence: C=OH+ très fortement Acide Néanmoins: Faible Quantité de C=OH+ *Catalyse Basique (OH-) O C - Addition de H2O: + H2O OH C O OH Hydrate de Carbone C OH- OC OH Hydroxyalkoxyde H2O OH C OH + OH- Hydrate de Carbone **Catalyse Acide (H+) H O O H OH H2O C Explication: Constante d'Equilibre K OH OH2 C OH +H Hydrate de Carbone H2O K RR'C=O + H2O R ≠ R' ≠ H : Cétone R = H, R' = H : Aldéhyde R = R' = H : Formol Remarque: L'Hydratation de C=O est REVERSIBLE Mais l'Equilibre Dépend de la Nature de C=O O R O O R' R Cétone H Aldéhyde Difficilement Hydratée Moyennement Hydraté R = R' = CH3 R = H, R' = CH3 Acétone K(L mol-1) = 10-2 RR'C(OH)2 H H Formaldéhyde Facilement Hydraté R = R' = H Ethanal Formaldéhyde 1 10+3 RR'C(OH)2 Avec: K= RR'C=O x H2O O Toute Réaction d'Addition est d'autant plus Favorisée que le Carbone du C=O est Electrophile (déficient en Electron). En d'autres termes, la réaction se fait d'autant plus facilement que le "C+" est déstabilisé. O Raisonnement: Vérification: O O O O Cl H C Cl K(Lmol-1) H H Cl 10+4 H H3C CH3 H3C Primaire Secondaire Tertiaire 10+3 1 10-2 -Addition de R-OH: Formation d'HEMIACETAL OH O C H R + R"-OH R OR" Remarque: Réaction Reversible, l'Equilibre est déplacé vers la Gauche (sauf Exception), les Hémiacétals ne sont pas Stables. H Aldéhyde OH O C R C R' Cétone + R"-OH R C OR" R' Hémiacétal *Exception: Hémiacétals Cycliques Ex 1) 2 OH O O 1 H H O 3 O O Ex 2) OH O O OH 5 4 Hydroxy-5-pentanal un Hydroxyaldéhyde Hémiacétal Cyclique Stable Explication: Réaction Monomoléculaire ou Réaction IntramoléculaireFavorisée pour des raisons ENTROPIQUES Preuves de l'Existence de l'Equilibre: O O OH HO H NaBH4 Réduction CrO3 Oxydation OH O HO H H Diol Lactone O - Double Addition de R-OH: Formation d'ACETAL O R O OR'' H Aldéhyde + 2 R''-OH R OR'' OR'' R R' + 2 R''-OH R OR'' H Cétone Remarque: Réaction Reversible, peut être déplacée vers l'Acétal (Stable) en milieu Acide en présence d'excès d'Alcool. H O Acétal H O H R' O OH O R'' R'' *Mécanisme de Formation: OR" OH -H H -H2O H O O R'' R'' Hémiacétal OR" OR" O R'' OH R'' OH H O H -H OR" OR" H Acétal Acétals Cycliques = Groupes Protecteurs O H + HO H+ OH O -H2O H + Li O 73%H Exemple d'Utilisation CH3-(CH2)3 *Les Acétals Cycliques Sont Stables. **Leur Formation est Réversible. ***Leur Hydrolyse Produit le C=O de Départ. I Alcyne Métallé H O CH3-(CH2)3 O Iodo-Aldéhyde Protégé Remarque: Il faut protéger l'Aldéhyde car l'Attaque du C=O par le C- peut avoir lieu O H HO I OH H+/-H2O Protection H I Br O HO Déprotection H+/H2O CH3-(CH2)3 90% O O Protection de DIOLS VICINAUX HO 70% Br O O 75% O O CHO R-OH est remplacé par R-SH. Le Catalyseur H+ est remplacé par BF3, ZnCl2... Les Thioacétals sont plus Stables que les Acétals. Les Thioacétals Déprotection: O + H SH H3C BF3, 20 °C S 30 min, -H2O S 70% S H Thioacétal C + HS SH -H2O Et-O-Et CH3CN/CaCO3 S ZnCl2, 25 °C O 95% S C H2O/HgCl2 O S Thioacétal Cyclique Remarque: Réduction des Thioacétals Application: Réduire C=O SANS Réduire C=C S O S S Facile Ni Raney H H O HS SH BF3, 0 °C H S H Ni Raney EtOH, Δ 74% Difficile Analogie formelle entre H-OH, R-OH et R3-N. Cependant R3-N est plus Nucléophile que R-OH. -Addition d'AMINE O OH O H N H *Amines Primaires: H R N Remarque: Hémiaminal = Equivalent Azoté d'Hémiacétal Mécanisme de Formation d'Imine: OH H N R OH2 H+ H H N C R -H+ N C N R R Hémiaminal Imonium C R Déshydratation Hémiaminal NH2 R -H2O Imine + KOH N-(CH2)2-CH3 H2N O H2N H+ + H2O 83% H H Imine R Remarque 1: R-N est plus Basique que ROH. Néanmoins, le PEU de R-OH2+ (bon partant) qui se forme réagit pour donner l'Imine. Remarque 2: Imine (C=N) = Analogue Azoté de Carbonyl (C=O). Remarque 3: 2 Isomères possibles pour les Imines ou Base de Schiff. Exemples: O N N 95% + H2O **Synthèse d'HYDRAZONE: *Synthèse d'OXIME: C O R H+ + H3N+OH,Cl- -H2O H C C NOH Oxime H R + O H2N C NH2 Hydrazine R' NH2 -H2O R' N Hydrazone O2N R R C O H2N H N N C NO2 NO2 N R' R' Dinitro-2,4-phenylHydrazine NO2 Dinitro-2,4-phenylHydrazone de la Cétone ***Synthèse d'AZINE: R R 2x C H O + Remarque: Formation de Dérivés Cristallisés pour Identification de Cétones Liquides H2N NH2 N N C -2H2O Hydrazine R' R' Azine O ****Synthèse de SEMICARBAZONE: C H O + H2N H N O NH2 Semicarbazide H+ -2H2O H N R C R' N NH2 Semicarbazone de l'Aldéhyde Application: Désoxygénation de C=O Via Imine La Réduction de Wolff-Kishner R R NH2 C 180-200 °C + NaOH N HO R' O OH Imine (Hydrazone) Mécanisme: R C O + H2N R C NH2 R' NH2 N R N C N -H2O H R' OH- R NH C N H R' H2O C R' OH- H2O Exemple: R NH C O N R' R NH C N Anion Stabilisé Protonation H Carbanion R H O R' -N2 R R' + N2 Hydrocarbone -H2O R' H C HO O OH H C R' H Remarque: Réaction NON REVERSIBLE Dégagement de N2 = Force Motrice 69% 1) H2N-NH2 2) NaOH, Δ **Amine Secondaire: Formation d'ENAMINE *Exemple O Mécanisme de Formation O R R' α O C + HN R C R' H H OH C NH C R α C H R' Cétone N C + H N H H H Amine Secondaire Proton légèrement Acide -H+ H R H N + R' N R' Enamines Cis et Trans -H2O OH OH2 R R C N N C R' Remarque 1: 2 Isomères Possibles Remarque 2: Réaction REVERSIBLE, Hydrolyse d'ENAMINE se fait Facilement en milieu Acide H α-hydroxyamine -H2O N 90% Enamine -Addition de Nucléophiles Carbonés: 3) Réaction de Wittig: Remarque: Réaction très Importante car elle permet de Former des Liaisons C-C. Ph * Addition d'YLURES de Phosphore: La Réaction de Wittig + P Ph Ph X X Triphenylphosphine Phosphore trivalent Dérivé Halogéné P Ph Ph α R X H R Sel de Phosphonium Lithien = Base Forte R" Ph P Ph Ph α Ph Remarque: A cause des Orbitales 3d, Possibilité d'Extension de Ph P C Couche de Valence: Passage de P Ph tricoordiné au P pentacoordiné . Remarque: La forme ylure est prépondérante Ylène par rapport à la forme ylène + LiX Anion Stabilisé R R" + R + P Ph O Ph C R Ylure Sel de Phosphonium O Ph R R' Li H C 2) Formation d'Ylure de Phosphore: Ph + H R' Ph Ph R' Ylure de Phosphore Cétone Aldéhyde (R'=H) R P Ph R C Ph 1) Formation de Sel de Phosphonium: Ph P Ph Wittig (1897-1987), Heidelberg, Nobel en 1979. R Oxyde de R" H triphenylphosphane Alcène E et Z Remarque: La STEREOSELECTIVE dépend du type d'ylure (stabilisé, semi stabilisé ou non stabilisé) utilisé, de la nature du cation de la base utilisée (Na+, Li+) et des conditions opératoire (température, sel auxiliaire) Mécanisme de la Réaction de Wittig: Ph R P Ph Ph Ph C R Ylène + P Ph O Ylure Ph Exemple: R' O R" O + R P O C C R' R P O C C H R" R' H P O C C R R" R' H P O C C R R" P(Ph)3 O R' H H R" Bétaïne Oxaphosphétane Bétaïne Remarque:Bétaïne et oxaphosphétane sont des intermédiaires. L'oxaphosphétane est plus stable Ph 25 °C O O Remarque: A cause des Orbitales 3d, Possibilité d'Extension de Couche de Valence: Passage de P tricoordiné au P pentacoordiné. R' R C H R" Alcène Z H Ph + C P Ph Z O + Ph Oxyde de Triphenylphosphane R' C R O O H + H C R" E Alcène Z Remarque:La Stéréosélectivité dépend du type d'ylure (stabilisé, semi stabilisé ou non stabilisé) utilisé, de la nature du cation de la base utilisée (Na+, Li+) et des conditions opératoire (température, sel auxiliaire) Remarque: Il faut protéger le C=O au niveau de l'Ylure. La Réaction ne Touche pas au C-O-C et au C=C. Application: Synthèse de la Vitamine A1 par BASF Br P(Ph)3+ Br P(Ph)3 CHO-/CH3OH O O C C OH O O + P(Ph)3 O OH Vitamine A1 Remarque 1: La protection de l'Alcool est Indispensable pour Eviter la formation d'Hémiacétal Cyclique. Remarque 2: Dans la Vitamine A1 toutes les C=C sont Tans. O *Addition d'Ylure de Soufre: Formation dYlure de Soufre: H Formation de Sel de Sulfonium: H α S R R' + H3C I R Thioéther S I S R R' H H I R"Li -LiI R' H H R' R H S S R R' Sel de Sulfonium Anion Stabilisé Ylure de Soufre Sel de Sulfonium Remarque: Pour arracher le Proton en α du soufre il faut une base forte (Alkyl Lithien) Réaction avec la Fonction Carbonyle: H R S R' H R1 C C H O R1 H R2 R2 S R -R-S-R' H R1 C C R2 O O R' H Oxacyclopropane Bétaïne Soufrée Bilan: Insertion de CH2 dans la Liaison C=O Remarque: Contrairement au Ylures du P, au niveau de la Bétaïne Soufrée il n'y pas d'Extension de Valence mais il y a l'Elémination du thioéther. 5) OXYDATION et REDUCTION Le Cas des Cétones: Migration de R *Oxydation par les Acides Peroxycarboxyliques: (Oxydation de Bayer-Villiger) O O OH R' O R OH C O R O C O H Peracide O OH OH C "R O C O Remarque: Ces Produits sont Instables et se Décomposent. R' O H + OH R Acide Acide H Bilan: O Migration de H O R' O O R-COOH R' H Aldéhyde OH R Acide Bilan: R' O O R-COOH R" O R' R" Ester Remarque: Insertion de O dans la Liaison C-R" O O + Ester Aldéhyde R O R" R' Le Cas des Aldéhydes: Migration de H H O R' O R" R" Cétone Peracide O R O O Migration de R R' R' R O O O O R O H Aldéhyde O H R' R' O Acide H Remarque: Insertion de O dans la Liaison C-H O O R-COOH R" R" R' O O R' Ou R' O R" Ester Ester Cétone Remarque 1: Insertion de O dans la Liaison CR' ou C-R"? Remarque 2: Pour les Aldéhydes, Uniquement la Migration de H a lieu. *Exemple 1: O H3C Exemple: O O Secondaire O OOH CH3-COO-OH CHCl3 64 h Lactone = Ester Cyclique Cétone Symétrique **Exemple 2: Tertiaire 56% O O O 72% H3C Cétone diSymétrique O O OOH O Remarque: L'Oxydation de Bayer-Villiger ne Touche pas au C=C. Ethanoate d'éthyle Aptitude Migratoire:Tout se passe comme si on passait par un C+. H>Tertiaire>Cyclohexyle>Secondaire - Phényle>Primaire>CH3 (Nullaire) O REDUCTION Remarque 1:* Mécanisme non Connu, il y un transfert d'Electron des Métaux sur le C=O. ** Conditions très Dures. Remarque 2: La même Réaction se fait dans des conditions douces en passant par un Thioacétal Cyclique puis Réduction (Ni Raney). *Réduction de Clemmensen: R C O H C Δ R' Exemple: R Zn(Hg), HCl H R' O CH3-(CH2)5 Zn(Hg), HCl CH3 Δ CH3-(CH2)6 CH3 Octane 62% Exemple: **Réduction Avec Couplage: Transfert MonoElectronique R 2x C O + Mgo Benzène R R' O- O- Mg2+ C C R' R' R H+/H2O HO R -Mg(OH)2 Réaction Pinacolique Mécanisme possible: O- R 2x C R' O + Mgo C R' R' R Acétone Mg2+ OR R' C O Pinacol Mg2+ R OH R' Radicaux Anions R O- O- C C R' R' OH R OH Le Pinacol Exemple: Couplage Sur le Titane: Réaction de Mc Murry R 2x C O TiCl3/Li THF R' R R R C + C R' R' 2x R' C C R' R Li+ O- O- Li+ C O Li R R' THF O C C R' R' O O R C C Coordination R' R' TiCl3 R 79% O Ti Mécanisme Possible: 2x TiCl3/Li *Couplage Mixte: Alcène E et Z Cétone Remarque: Réaction NON STEREOSELECTIVE R O + R 63% Couplage Pinacolique **Couplage Intramoléculaire: R R R C R' + C R' R' C R' C R Alcène E et Z CH3-(CH2)3 O (CH2)8 (CH2)3-CH3 TiCl3/Zn/Cu Exemple: O Pentanal O + TiO2 H TiCl3/K THF Dec-5-ène E et Z 75% ENOLS et ENONES R R' α O C Utilisation d'AMIDURE (N-): O R +B H O C + BH C R' Proton Acide pKa = 19-21 O R R' Base Forte Peu Nucléophile O Li H + Enolate Anion Stabilisé LDA N Li + Enolate de Lithium *Préparation: Remarque: LDA = Lithium DiisopropylAmidure, C'est une base forte (pKa = 35) et Encombrée donc PEU NUCLEOPHILE Utilisation d'HYDRURE (H-): O + KH THF O K + H2 Enolate de la Propanone Remarque 1: KH = Donneur de H- basique mais NON NUCLEOPHILE. Remarque 2: NaBH4 = Donneur de H- NUCLEOPHILE Conduit à l'ALCOOL. NH **Réactivité: O R R"X + R O C + R"X C R' R' C-Alkylation Enolate = Anion Ambident Exemple: O O Li O-Alkylation Li O R C R' R" OR" R C R' Remarque 1: 2 Possibilités d'Alkylation la C- et la OAlkylation. Remarque 2: Souvent l'Attaque Electrophile se fait sur le C-. Remarque3 : La C-Alkylation Permet d'Introduire un groupe R en α du C=O. Cl O 62% D+/D2O OD Complications: Exemple: *Double Alkylation: R H H R O α C H H R O C + R' R' O O C H R' 1) LDA 2) CH3I Remarque: Si 2H Acide en α: Double Alkylation Li Exemple: H O + 53% Li O 47% H O 2) CH3I H H O 1) NaH H H3C O + 38% H R1 R2 α H O R3 1) B- α' H O R1 R3 R4 2) R5X R2 R4 R5 H + R1 R3 R2 R4 H O + **Régiosélectivité d'Alkylation: O H O CH3 H3C 27% CH3 R5 CH3 Analogie entre ENOLATES et ENAMINES N N Enamine Remarque: Possibilité de N-Alkylation et C-Alkylation. O O Enolate Remarque: Possibilité de O-Alkylation et C-Alkylation. Exemple: O N + C C N H Bilan: H3C I O C'est une autre Façon d'Alkyler en α de C=O. C I H CH3 Enamine H O CH3H CH3 N Alkylation H2O Sel d'Iminium Hydrolyse O N OH C Exemples: O N O N H 1) CH3-(CH2)3-I -H2O 2) H2SO4/H2O **Catalyse Acide: 44% O O OH N 1) H H C Enol 67% 2) CH3CH2Br 3) H+/H2O H C H +H H C C H C *Catalyse Basique: OH C C O O + B C C C Enolate Enol H C O C Cétone BH +B C C O C Cétone TAUTOMERIE CETO-ENOLIQUE H OH +H OH C Facteurs Modifiant l'EQUILIBRE: OH O α C R R Cétone ou Aldéhyde O Enol H O ΔG° = 11 Kcal/mol-1 H H H C Exemples: OH ΔG° = 9 Kcal/mol-1 H Remarque: L'Equilibre est Déplacé vers le C=O. α C H H K = 510-6 mol l-1 H H3C C H H K= C 510-9 mol l-1 H3C H OH H C H Cas Particuliers: Formation de Liaison H O O Conséquence de la Tautomérie: Perte de la Stéréochimie H Hexane O O 10% 90% Acétyleacétone β Dicétone Remarque: Stabilisation de la Forme Enol par Liaison H Intramoléculaire O O K O 95% 10% KOH EtOH Enolate (Plan) Cétone Plus Stable (Stérique) Optiquement Pur Exemple: Racémisation O S Et H O O OMe Et OH OH Et O- Me Me R H Remarque 1: Passage par un Enolate Plan donc Perte de la Stéréochimie. Remarque 2: Racémisation en Quelques Minutes. Remarque 3: Difficile de Conserver l'Activité Optique en α de C=O. Enolate Plan = ACHIRAL Halogénation des Aldéhydes et Cétones: *Catalyse Acide: Mécanisme O H+ H3C R H OH H R Br H OH + Br H O H R R Br Br Br O O Br2, CH3CO2H Exemples: H -H O O Cl2, H+ H2O, 70 °C 44% Br Cl CCl4 85% Remarque: Régiosélectivité de la Formation de l'Enol L'ENOL le plus Stable est l'ENOL le plus Substitué (Analogie avec les ALCENES). Moins Basique O Remarque: En catalyse Acide, l'Halogénation Ralentit l'Enolisation. Conséquence: Le Produit monohalogéné ne sera pas attaqué tant que l'Aldéhyde ou la Cétone de départ n'est pas Totalement Consommé. OH H+ Enolisation Difficile X X O O Cl2 Excés Dihalogénation: H 94% CH3 CH CO H, 60 °C Ph 3 2 Ph Cl Cl **Catalyse Basique: Cas Particulier des Méthylcétones: La Réaction Haloforme O H O H O O H R Br Br R CH3 OH- R H R Br Br OH- Br2 R Br + Br Br OHO HCBr3 H H O R Br O O- Bromoforme Carboxylate Remarque 1: Br3C- est un anion stabilisé R OH- Br Br Br2 O Br R Br Remarque 2: Remplacement de CH3 par OH ALDOLISATION: *Aldéhydes: Mécanisme de la Condensation Aldolique OH- O H H O O O C H - H2O H H Aldéhyde Ethanal O H Enolate H H O H H H C H H3C H3C H Mécanisme: OH H OH O O H H H H H Aldol H Enolate O O Condensation 2x H3C H Aldolique H H Aldol (50-60%) OH- α H C H3C H Remarque1: Faible [ ] d'Enolate à l'Equilibre. Remarque2: Aldol Relativement Stable à Basse Température. Remarque3: A Haute Température l'Aldol est Deshydraté. O HO -OH- O OH Bilan: + H2O H3C H H Crotonaldéhyde O O OH Exemples: H NaOH/H2O 5 °C 85% H H H Aldol = β-hydroxyAldéhyde H H H H K2CO3/H2O Δ H Aldéhyde α,β-Insaturé H O O 80% Remarque: Réaction intéressante car elle donne: Des Composés Carbonylés β-Hydroxylés et des α,β-Insaturés Aldolisation Croisée: O O OH O OH + H3C H H3C H H3C H + O OH H H3C O + H H CH3 Remarque 1: Réaction NON Spécifique (Mélange) Remarque 2: Réaction Intéressante si l'un des composés ne possède pas de H en α. + etc..... OH O **Cétones O 6% Base Acétone Remarque: Equilibre Largement Déplacé vers la Cétone. Aldol B H O O O H O + HB + Réaction RETROALDOLIQUE: Cétone H O + B- Enolate Remarque: La Réaction avec les Aldéhydes est EXOTHERMIQUE alors que la Réaction avec les Cétones est Légèrement ENDOTHERMIQUE. Remarque: L'Equilibre peut être Déplacé si l'on Elimine H2O. H O O O -H2O Cétone α,β-Insaturée NaOH, Δ Remarque: Réaction Intramoléculaire Déplace L'Equilibre O O O NaOH/H2O + H2O 42% O O O Exemple: KOH/H2O O HO Δ 20 °C 90% - H2O Remarque: La Condensation Aldolique Intramoléculaire Conduit à la Formation du Cycle (5,6) le Moins Tendu. Non O Exemple: H H O OH OH-/H2O 3 5 Non H H Oui Non Oui O O O O 5 Exemple: Non Oui O 7 83% Non Oui O La Préparation et la Chimie des Aldéhydes et Cétones α,β-Insaturés *Préparation: O O O Cl 1) Cl2/Acide O 2) Cl Ph3P Cl H Na2CO3 72% H H Ph3P NaOH O H Ph3P O Sel de Phosphonium H H Ph3P Ph3P O O Ylure Stabilisé Remarque: ylure de phosphore stabilisé est peu réactif, Il ne réagit pas bien avec les Cétones mais avec les Aldéhydes, intrinsequement plus réactifs, il effectue une réaction de Wittig. Exemple: H Ph3P O H H + O O 3) Oxydation d'Alcools Allyliques H MnO2 OH O H Exemple: OH MnO2 Vitamine A O O 80% Rétinal O O 4) Isomérisation: Remarque: Stabilisation par Résonance des Aldéhydes et Cétones α,β-Insaturés. Conséquence: Les Composés NON Conjugués se Réarrangent pour Donner des Dérivés α,β-Insaturés. O Exemple: Cyclohexène-3-one O H+ ou OHH2O Cyclohexène-2-one Exemple: O O **Catalyse Basique: H+ ou OH-/H2O O Non Conjuguée O Conjuguée Mécanisme: H OH Enolate Aldéhyde OH O H+ H H H+ O H H Enol H H H *Catalyse Acide O OH- H H Aldéhyde H H OH OH O H2O H H H+ H O H H H Réactivité: Réactivité de type C=O Remarque: R Réactivité de type C=C O *Réduction Exemples: OH O H2/PtO2/FeSO4 H2/PtO2 O CH3CO2CH2CH3 95% H O H Zn(O-COCH3)2 30 min. H **Additions OH Exemples: NH2OH/H+ Br2 O CCl4 Halogénation N O Br 60% Br - H2O O Trans Addition Oxime A ADDITION 1,4: (C=C et C=O): +A Remarque: Addition 1,2: B B + B O O OA Addition 1,2 sur C=O Addition 1,2 sur C=C +A Remarque: Addition 1,4: B OA O B Addition 1,4 H +H Remarque Si A = H, Il y a une Addition 1,4 mais le Résultat apparaît comme une Addition 1,2. B OH O B Enol Cétone O *Addition de HCN: B O OH OH OH H+ Ph Ph HCN O CN OH H Ph Cétone Ph Ph CN CN Ph Enol H H2O/Ca(OH)2 OH **Addition de H2O: O Anti Markownicov -5 °C O H CH3O CH3OH ***Addition de ROH: O CH3OK O H CH3N CH3NH2 ****Addition d'Amine: O H H2O O *****Addition d'Organométallique: CH3 1) CH3Li/Et-O-Et Addition 1,2: O 2) H+, OH- OH H Addition 1,4: 1) (CH3)2CuLi/THF, -78 °C R O Remarque: Les Lithiens Donnent une Addition 1,2 par l'Attaque nucléophile directe sur le C=O. 2) H+, OH- Remarque: Les Cuprates Donnent une Addition 1,4 sur le C=O. Le Mécanisme est peu Connu et Compliqué. R CH3 O O O 1) (CH2 Exemple: H CH)2CuLi 2) H+/H2O O Dialkylation: 1) R2CuLi 2) R'X O O O Exemple: O 1) (CH3CH2CH2CH2)2CuLi R CH3 CH3 + R' 2) CH3I (CH2)3CH3 (CH2)3CH3 Application Synthétique: Synthèse de Prostaglandine (G. Stork) O O -78 °C O LiCu( C5H11)2 H+/H2O OR' Addition 1,4 RO O 1) CH2=O, -50 °C 2) H+/H2O C5H11 RO Condensation Aldolique CH2 C5H11 RO OR' OR' (CH2)4OR")2 LiCu( OH Addition 1,4 H H (CH2)3CO2H RO H+/H2O Remarque: Attaque sur la Face la - encombrée H H (CH2)4OR" H C5H11 PGF2α O C5H11 RO OH OR' Réaction de Michael: O O O Exemples: H + C H O Base H N C H 27% O Hydrogène acide O O + O Ph EtOK H Ph EtOH, EtOEt 64% O O O 1) Base Mécanisme: O Enolate + 2) H+/H2O Enol Cétone C'est une séquence: Addition de Michael-Condensation Aldolique H Michel O O O Addition 1,4 C=O α,β Insaturé Annéllation de Robinson: OH O CH2 O Condensation Aldolique O Exemple: H α O + O Δ, -H2O EtONa/EtOH EtOEt, -10 °C Michael Condensation Aldolique O O O O OH Application Synthétique: Synthèse de Stéroïdes OCH3 OCH3 OCH3 OCH3 O OCH3 H CH3ONa CH3OH O H Michael O Base - H2O O O Base O Condensation Aldolique Na O OCH3 OCH3 O 64% OCH3 Base - H2O Condensation Aldolique O OCH3 O O Michael O O Enolate Stabilisé Remarques: Trois types de Réactivité 1) Réactvité de type Alccol (OH) 2) Réactivité de type Carbonyle (C=O) 3) Réactivité de Type Acide (COOH) Acides Carboxylique Basique O δ OH Acide Electrophile 1) Nomenclature: a) On remplace le E d'AlcanE par OÏQUE le carbone de l'Acide est numéroté en 1. b) Si il y a d'autres fonctions, on considère la châine la plus longue et on intercalle le nom de la fonction entre Acide et ALCANOÏQUE. O O Exemples: 3 2 1 Acide bromo-2-propanoïque OH OH Acide propénoïque (Acide Acrylique) Br Structure Noms Usuels: Nom IUPAC Nom Courant HCOOH Acide Méthanoïque Acide Formique CH3COOH Acide Ethanoïque Acide Acétique CH3CH2COOH Acide Propanoïque Acide Propionique CH3-(CH2)2-COOH Acide Butanoïque Acide Butyrique CH3-(CH2)3-COOH Acide Butanoïque Acide Valérique CH3-(CH2)4-COOH Acide Hexanoïque Acide Caproïque Les Diacides: ACIDE ALCANE DIOÏQUE O HO O OH O O O OH HO Acide butanedioïque Acide Succinique Acide pentanedioïque Acide Glutarique 2) Propriétés Physiques: Possibilité de Formation de Liaison H: Formation de Dimère Poids moléculaires faibles: Soluble dans l'Eau Points d'Ebulition et de Fusion Elevés R H O O R O O H Structure: 1.097 A° 124.1° O H 111.0° O 124.9° 106.3° H Acide Méthanoïque O 1.202 A° H 1.343 A° O OH HO OH HO Acide éthanedioïque Acide propanedioïque Acide Malonique Acide Oxalique O O O H 0.972 A° RMN 1H: RMN: 1.21 1.16 O RMN 13C: O OH OH O O H OH OH 2.36 2.56 5.23 O 177.2 21.1 8.08 H 180.4 27.8 201.8 36.7 Remarque: OH Echangeable (δ entre 10-13 ppm) O O Résonance: O H H R Acidité: O R H O R-COOH + H2O Ka R O O O O O R-COO- + H3O+ Ka de l'ordre de 10-4 à 10-5, pKa de l'ordre de 4 à 5 O O OH OH H 2.08 9.04 O Remarque: O Stabilisation de la Charge Moins par résonance Remarque: OH de R-COOH (Acide) est nettement plus Acide(4-5) que OH de R-OH (Alcool) (16-18) Basicité: O H O OH H + H+ H H O Remarques: 1) Protonation Difficile 2) Pas de Protonation de OH OH OH O O 3) Méthodes de Préparation: A) Hydrolyse de Chlorure d'Acide: O R O X H + H2O R O H+ O + HX B) Réarrengement Benzylique: O R O O OHR R O O O R R HO OH OH R HO R R α Hydroxyacide Exemple: O O 1) OH- 25 °C 2)H+ COOH 80% OH C) Synthèse Malonique: O O H OR' OH- H OH -CO2 O O HO CHR H2O R OR' R H O HO OH O R H R HO HO Equivalent d' Enol O O Δ H H D) Alcanoylation de Friedel et Crafts H O O O OH O + O AlCl3 R R Groupe Activant Remarque: O O O O + AlCl3 Aromatisation Site d'Attaque O O AlCl3 Acylation O O O AlCl3 H O H R E) Oxydation: OH KMnO4/OHH+/H2O F) Réduction de Kolbe: OH O O OH- C O δ H R O O δ Groupe Partant Spécifique de COOH OH Mécanisme d'Addition-Elémination: Attaque Nucléophile O δ O H+ OH- Proton Acide H O H O δ OH O O + R O O H Réactivité: O O O Nuc Addition R OH -OHElémination R Nuc Intermédiaire Tetraèdrique Nuc Remarque: Nu est en même temps une base. Par conséquentil y a une compétition entre l'attaque du C=O et la déprotonation. Si on utilise un excès de Nu, il y aura d'abord la déprotonation de COOH puis l'attaque de COO- qui sera difficile car centre chargé -. Pour contourner cette complication, on utilise souvent des dérivés (RCOL) qui eux subissent facilement des réactions de type SN En Milieu Acide: O OH O + H+ R H H L + HNuc R R O OH -LH L R LH R L NuH L = Cl, Br, OR, NR2 O -H+ R Nuc Nuc Nuc En Milieu Basique: Nuc + B- H O O Nuc R L R L- O + L- L R Nuc + H + BH Nuc B L H Nuc + B- Obtention de Dérivés (Halogénure d'Acyle et Anhydride: Halogénure d'Acyle: R-COX, X=Cl, Br R-COOH + SOCl2, PCl5, PBr3 O R X H O O H R O O O H+ -HCl S Cl O R O O S S R Cl -SO2 O S Cl H O O R Cl Cl O Cl -HCl Cl O O Exemple: 85% SOCl2 Reflux H O Cl Mécanisme de Bromation par PBr3 O O H R + Br -HBr Br2P O P Br Activation R O O OH H+ R Elémination OPBr2 Br Addition -HOPBr2 Br BrO O Exemple: H O PBr3 Br 90% R Br O Cl O O O Remarque: Une autre façon H R O + O Cl R Cl C Phosgène H R O R + OH Autre Possibilité: O O O Cl Cl R' + Cl R OH 300 °C OH - H 2O R' Anhydride Mixte O O O O Remarque: Formation de Cycle à 5 et à 6 atomes O Anhydride Cyclique (succinique) R' O O 85% O -NaCl R' O R O Cl O O -HCl O Exemple: O Cl Instabel O O C O O Formation: R O Anhydride Anhydride d'Acide: Na+ + O Obtention d'Esters Réaction avec les Alccols: *Catalyse Acide: O H R O Acide H+ R Mécanisme: H H O O R R' R H H O OH Addition O OH H+ OH R O R' OH OH H+ OH R O H O H O R' R' Intermédiaire Téraèdrique Elimination H H -H2O O H H R O O O R' R Ester -H+ R' R O O O Exemples: O H2SO4/H2O H Remarque: Formation de Lactone ou Esterification Intramoléculaire. HO O O 90% + H2O Lactone (Ester Cyclique) O O H O OH 95%O + H2O O O R' 100 °C + X R' R ONa R O O Remarque: Autre Façon de Préparer des Esters BrCH2 H R DMSO, 100 °C H - HBr O Sel d'Ammonium O OH O R OH2 - H2O O R NH3 NH3 O + NH4 + NH3 Base O R 89 % O Remarque: Si on chauffe on O déplace l'Equilibre vers la gauche R et NH3 joue le rôle du Nucléophile. Acide Mécaisme: K2CO3 COOH O Obtention d'Amides: O (CH2)9 NH2 Amide NH2 Remarque: Remplacement de OH par NH2. O O H Exemple: O + NH 155 °C - H2O N 83 % Formation d'Imide: O Formation de Lactame: O O O OH NH3 83 % NH OH 290 °C + 2H2O Exemples: Δ NH 86 % NH2 O H O Acide Succinique Aminoacide O Succinimide Equivalent Azoté d'anhydride Réaction avec les Organolithiens: O O Lactame Equivalent Azoté de Lactone Li OH CH3 O O Na Na O CH3 HO CH3 Exemple: Remarque 1 : On ne peut pas utiliser l'Acide. Remarque 2 : L'Attaque de l'Anion est difficile. H2O CH3Li THF - H2O Bilan Remplacement de O- par R- Carboxylate Cétone O O 1) 2 Eq. CH3Li Exemple: OH CH3 2) H2O/H+ 55 % H O Réaction avec LiAlH4: H R O 1) LiAlH4 / THF H 2) H2O / H + R O H Alcool Acide Mécanisme Possible: O O H R OAlH2 LiAlH4 R O O Li AlH3 H O Li R O Li R H H H2O/H+ R OH H H "H-" LiAlH4 O Réactivité du Carbone en α de COOH: Remarque 1 : Comme tout composé dutype C=O, le proton en a est acide. Remarque 2 : L'Enolate se forme dans un solvant APROTIQUE polaire (exemple : HMPA) en présence d'une base forte (exemple: LDA). Exemple: α H 1 Eq. Base O H O O 1 Eq. Base α α O O H Acide Carboxylique Anion Carboxylate Dianion Enolate O O O Li 2 Eq. LDA/HMPA OH 25 °C, 30 min. O Li Li O Dianion Enolate Stabilisé Li Réactivité du Dianion Enolate: O Bromation desAcides Carboxyliques: O R R R' OH OH HO La Réaction de HUNSDIECKER: R' R R'-X Alkylation O BrCH2 -R'-CH2Br O + Br2 Br + CO2 + AgBr R O Ag R O Mécanisme: R O Ouverture d'Epoxyde O O O R R' R O Br Br R" R Condensation R' du type Aldolique Br R O R O + Br OH R" Remarque: L'Enolate est fortement Basique, Seul dans le cas des R-X primaires l'alkylation se fait. Dans les autres cas il y a Elimination. O O OH OH O Hypobrimite O O OH O R OH + R-Br R O Br R + CO2 Les Dérivés d'Acides Carboxyliques: O O R' X R O R Ester Halogénure d'Acyle Réaction avec les Nucléophiles Mécanisme d'Addition - Elimination Bilan: Remplacement de X- par Nu-. X R + NucAddition R Amide *Halogénure d'Acyle O N R R' O X Nuc O Anhydride O R O O O Elimination R Nuc +X- O O O Acide R R H O Ester H2 X R R1R2NH R'MgX O N R1 Amide R2 O R'COOH O R R' Anhydride R R-OH H2O O R' Cétone R O O R' Catalyseur O H Aldéhyde R LiAl(OR)3H O H Aldéhyde R Remarque: En présence de LiAlH4, la fonction C=O est réduite en Alcool (RCOX + LiAlH4 donne R-CH2OH). O Les Anhydrides Réaction avec les Nucléophiles O O R R + Nuc- O R O O O O R R Nuc + R O Nuc Mécanisme: O O O O H2O O Exemples: O + OH 100 % OH O O O NH2 N O O + H H 73 % Les Anhydrides Cycliques: O O O O CH3OH 100°C O O O OH 96% 2 Eq. NH3 85% NH2 O O CH3 O O Réaction avec H2O: Mécanisme en Catalyse Basique Les Esters: R' R O O O + OH- R OR' O OH O R O + R'OH + NH4 O Réaction Avec Les Alcools: R' O R + O H+ ou OH- R" OH R" O R + R' Pour déplacer l'Equilibre, on OH utilise un large excès de R"OH Transesterification Exemples: O O O + HO HO H+ Br Br O Ester 80% Remarque: la Réaction avec les Lactone (Ester Cyclique) Conduit à l'Ouverture du Cycle. Lactone O Réaction Avec Les Amines O R' R + R"NH2 O Ester Réaction Avec Les Grignards O O + R"MgBr MgBr O R" OH R"MgBr O H Ester Formique Alcool R R" R" Alcool Secondaire OH H+ / H2O R" R" R" R' O + R"MgBr R R Remarque: NHR" Amide MgBr OR' R O R Amine O R' R + R'OH R R" R" Alcool Tertiaire O Remarque: OH R R O O 1) THF, 25 °C + 3RMgBr 2) H+ / H2O R' + 2R-OH R' Une Bonne Méthode de Préparation d'Alcool Tertiaire. R' Alcool Tertiaire Carbonate d'Alkyle Réduction des Esters: Exemple: H O R' R 1) LiAlH4 / THF 2) H+ / H2O O Ester R H O N O H Alcool Primaire O 1) LiAlH4 / THF 2) H+ / H2O 90% N OH H OAlR'2 R" R H O O + R'2AlH R OR" H O Remarque: Si l'on veut s'arrêter à l'Aldéhyde, on désactive le Réducteur (R'2AlH). OH H R OR" H Hémiacétal Exemple: Al O H N O O Toluène, 60 °C H Et H H N O H 83 % Et H H O O O H O O Formation d'Enolate: R O H O R R' α O R' α R O LDA/THF -78 °C O Réactivité de l'Enolate: O O α Br O Alkylation α O Condensation Aldolique α O H OH O O H R' α α O O O O O Ouverture d'Epoxyde Lactone Remarque: L'Enolate d'un Ester (pKa 25) est plus Basique que celui d'un Aldéhyde ou d'une Cétone (pKa 20). Complication: Réaction d'Elimination. Condensation de Claisen: Mécanisme: O O O O O EtONa + O O O O O H O O O O O O O O O O O O H pKa = 11 H+ / H2O Ester β Cétonique O O O En Réalité il s'agit d'une Condensation Aldolique O H O O O Les Amides: NH2 Primaire NHR Secondaire O Réaction Avec H2O: R N R NRR' O Tertiaire H2O H+ ou OH- + HNR2 OH H H Catalyse Acide: O O O H2O H+ NH2 R R Amide R NH2 O H O H H -H+ H O O -NH3 R -H+ OH R NH2 H+ NH3 Acide R NH2 O O H H O Catalyse Basique: + R NH2 R Réaction Avec les Alcools: O N H Exemple: Amide R OH- OH O Réaction Avec les Hydrures: - NH4 NH2 Amide Mécanisme Possible: O O OH- O EtOH HCl OAlH2 LiAlH4 NR'2 Amide R Ester H H NR'2 H Carboxylate Remarque: Même Mécanisme que pour H2O, On remplace H-O-H par R-O-H. O 85% O R' N R R R' "H-" (LiAlH4) NR'2 H Amine Exemples: O H H 1) LiAlH4 / Et-O-Et NH 2) H+ / H2O H O 80% NH 1) LiAlH4 / Et-O-Et N 2) H+ N 85% H / H2O Remarque: Avec des Hydrures Particuliers, On Peut Transformer un Amide en ALDEHYDE. O O Et-O-Et H N 92% Al H O Mécanisme Possible: HAlR"2 R OH OAlR"2 NR'2 R NR'2 H2O H+ R α O Base NH2 R α pKa = 15 H R' H R' Hémiaminale O R N R H Formation d'Enolate: O H pKa = 30 H O R NH Anion Amidate α H NH H O R Remarque: NH plus Acide que CH en a du C=O, par conséquent il se forme l'Anion AMIDATE. Par contre, dans le cas d'Amide Tertiaire on peut former l'Anion Enolate. Application Synthétique: O R' Base Forte R R' N H N R" Anion Enolate R" L'Anion Enolate et l'Anion Amidate sont Nucléophile. O O NaH/C6H6 O CH3I O 66% O H2N O HN HN O O O CH3Br N N NaNH2/NH3 62% N CH3 NH2 Aminoacides R Basique Acide OH α O OH OH O O H2 CH C C O C OH O O OH NH2 R = CH2CH2COOH Acide Glutamique (Glu) H2 CH C OH O H2 H2 CH C C C OH O NH2 R = CH2OH Sérine (Ser) OH C C NH2 R = CH2CONH2 Asparagine (Asn) OH O H2 H2 CH C C C C NH2 NH2 R = CH2COOH Acide Aspartique (Asp) O O H2 CH C C OH C OH OH O NH2 NH2 R = CH2CH2CONH2 Glutamine (Gln) H2 CH C SH NH2 NH2 R = CH(OH)CH3 R = CH2SH Thréonine (Thr) Cystéine (Cys) OH C H2 H2 H2 H2 CH C C C C NH2 NH2 R = (CH2)4NH2 Lysine (Lys) C CH CH CH3 OH C O O OH O C H2 H2 H2 H CH C C C N NH2 C H2 CH C NH2 NH C NH2 R = (CH2)3NC(NH)NH2 Arginine (Arg) NH R = CH2Imidazole Histidine (His) N NH2 Aminoacides R Basique OH α Acide O O C O C CH H NH2 R=H Glycine (Gly) C R = CH2CH2SCH3 Méthionine (Met) C CH CH(CH3)2 CH CH2CH(CH3)2 CH CH(CH3)CH2CH3 NH2 NH2 NH2 NH2 C R = CH2CH(CH3)2 Leucine (Leu) OH OH O O C CH CH3 O HN Proline (Pro) R = CH(CH3)CH2CH3 IsoLeucine (Ile) OH C O H2 CH C CH CH2CH2SCH3 NH2 O C R = CH(CH3)2 R = CH3 Alanine (Ala) Valine (Val) OH O O OH OH OH OH OH NH NH2 R = CH2Indole Tryptophane (Trp) C H2 CH C NH2 R = CH2Ph Phénylalanine (Phe) OH O C H2 CH C NH2 R = CH2PhOH Tyrosine (Tyr) OH NH2 R OH α O R apolaire C2 R=H Glycine (Gly) C3 R = CH3 Alanine (Ala) C4 R ionisé R = CH2OH Sérine (Ser) R = CH2SH Cystéine (Cys) R = CH2COOH R = CH2CONH2 Acide Aspartique (Asp) Asparagine (Asn) R = CH(OH)CH3 Thréonine (Thr) R = CH2CH2CONH2 R = CH2CH2COOH Acide Glutamique (Glu) Glutamine (Gln) C5 R = CH(CH3)2 Valine (Val) R = CH2CH2SCH3 Méthionine (Met) Proline (Pro) C6 R = CH2CH(CH3)2 R = (CH2)4NH2 Leucine (Leu) Lysine (Lys) R = CH(CH3)CH2CH3 IsoLeucine (Ile) >=6 R polaire non chargé R = CH2Imidazole R = CH2Ph Phénylalanine (Phe) Histidine (His) R = CH2PhOH Tyrosine (Tyr) R = CH2Indole Tryptophane (Trp) R = (CH2)3NC(NH)NH2 Arginine (Arg) Gly Ala Pro-Met 0 2 4 Coéfficient d'hydrophobicité par rapport à la glycine (25 °C) Trp Asn Leu His Glu Phe Ile Val 0 25 50 100 Solubilité en g.l-1 dans l'eau à 25 °C Lle Val Tyr Leu 6 8 Gly Ala 150 Phe 200 250