CHM 2520 Chimie organique II -...

CHM 2520

Énols et énolates 1

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 :

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C CO

H

+ B– C CO

C CO

+ BH

pKa = ~25 dans le DMSO

énolate carbanion

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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 –  e.g.:

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O

H+

LDA

OLi

+

OLi

+ Br

O

+ LiBr

C-alkylation

LiNH

N

Tautomérie •  voir S&F 17.2

•  la forme céto est 36.6 kJ/mol que la forme énol

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C C

O

H

C C

OH

Forme céto Forme énol

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Tautomérie •  la tautomérie peut être catalysée en milieu acide :

•  …ou en milieu basique :

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C C

OH

+ H+ C C

O

H

H

C C

O

H

–H+

C C

O

+ B– C C

O

C C

O

H

BHH

O O O

K+ -OH

EtOH

Plus stable

O H

HO H H

H

OK+ -OH

EtOH

EtOH

EtOH

H

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 –  e.g.

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Racémisation

•  voir S&F 17.3A •  si une molécule possède un à côté du

carbonyle, elle peut être racémisée par la tautomérisation –  e.g. :

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Ph

H3CH

O

CH3

Ph

H3C

O

CH3

Ph

HH3C

O

CH3

KOH

EtOH

EtOH

KOH

Halogénation •  les aldéhydes et les cétones peuvent être halogénés par le X2

•  en milieu , la réaction s’arrête après la monoaddition :

–  e.g. :

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R

O

R

O

XX2

CH3CO2HR'

R'

H3C CH3

O

H3C

O

BrBr2

CH3CO2H

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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

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H3C CH3

O+

O CH3

O

HH3C

O

H

H

O CH3

O+

H3C

OH

énolH3C

O

Br

H

+ BrH3C

O

BrBr-Br –HBr

A

O OBr2

NaOH BrBr

Halogénation •  les aldéhydes et les cétones peuvent être halogénés par le X2

•  en milieu , la réaction mène à la :

–  e.g. :

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R

O

R

O

XX2

NaOHR'

R'X

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Mécanisme de polyaddition •  ici le brome, étant électroattracteur, de

A, et accélère la deuxième halogénation

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énolate

Br-Br

– NaBr

A

O

+ -OH

O

- H2O

O

Br

A

O

Br

énolate

Br-Br

– NaBr

B

+ -OH

O

- H2O

OBrBrBr

H

H

Réaction à l’haloforme

•  peut être utilisée comme un test d’identification des (voir S&F 17.3C)

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R CH3

O

R

O

O+ HCX3

K+ OH–

X2

(excès)

H3O+

R

O

OH

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R CH2

O

H

R CH2

OI I

R CH

O

H

I

KK+ OH–K+ OH–

Mécanisme de la réaction à l’haloforme

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R CH

OK

I

II I

RHC

O

R

O

I

I

II

1) KOH

2) I2 R

O

OHCI3

K+ OH–K

R

O

OH +

II

I R

O

O R

O

OH+ HCI3

H3O+

+

II

Iiodoforme

K+ OH–

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

–  e.g. :

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R

O

R

HR

1) NaH

2) R'-XR

O

R

R'R

R = aryle, alkyle

O

CH3

HCH3

1) NaH

2) CH2=CH-CH2Br

O

CH3

CH3

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•  le mécanisme implique la formation quasi-irréversible de l’énolate, suivie par son attaque sur le substrat organique :

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O

CH3

HCH3

O

CH3

CH3

BrNa+ H–

Na

H2

O

CH3CH3 + NaBr


•  d’autres exemples :

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O 1) NaH

2) CH3I

O O

CH3

+

27% 38%

CH3 CH3

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Poly α-alkylation

•  la poly alpha-alkylation de cétones est un problème souvent rencontré en synthèse organique :

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O

1) NaH

2) CH3I

O

CH3

O

CH3

OCH3

CH3

H3C+ +

Énamine •  pour résoudre ce problème de sélectivité, on transforme la

cétone en énamine

•  ensuite, on le traite avec l’électrophile désiré •  finalement, on hydrolyse le produit obtenu pour obtenir la cétone

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C CN

C CN

énamine

R

O 1) H+,

2) R'-X3) H2O

NHR

R

O

R

R'

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Monoaddition à l’énamine •  l’énamine intermédiaire subit à une mono-addition

–  e.g. :

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O 1) H+,

2) CH3-I3) H2O

O

CH3NH

N

H

ion iminium

N

énamine

–H+CH3-I

NI

H2O

O N

H

H HO NH

O

NH

+–H+

NH

OH

HO NH

O N

H

H–H2O

Condensation aldolique •  voir S&F 17.4 •  les aldéhydes et les cétones se condensent en milieu basique :

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R

O

H2R

OH

R

O

HR

R

O

H

aldol

NaOH

EtOH

–H2O

R

O

H

H

R

O

HNa+ OH–R

O

H

R

O

R

O

H EtOHR

OH

R

O

H

aldol

R

OH

R

O

HNa+ OH–R

R

O

H–OH–

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Condensation aldolique

•  e.g. :

•  mécanisme :

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O KOH

EtOH, 5 oC2

OH O O–H2O

Δ

H2C

O

CH3

H

H

O

CH3

O O

CH3Na+ OH–EtOH

H

O

OH O

CH3

OH O

CH3

O

CH3Na+ OH–

–OH–

H

Condensation aldolique croisée

•  à partir de deux différents aldéhydes (ou cétones), la condensation aldolique donne un mélange de quatre différents produits –  e.g. :

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H

O+

H

O

O

H

OH

O

H

OHO

H

OH

O

H

OH

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Condensation aldolique croisée

•  on peut contrôler la sélectivité si on utilise un aldéhyde qui n’a pas de proton acide –  e.g. :

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O

H+ Me

O

HO

HNaOH

EtOH

ajouté très lentement

Me

Me

O

H

réagit rapidement

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) –  e.g. :

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O

O

O

NaOH

EtOH,chaleur

O

O

H

O

O O

O

EtOHNaOH

EtOH

O

OH

H NaOH

(ou EtONa)

O O

OH

–OH–

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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 :

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R CH3

O K+ OH–

X2(excès) R

O

O+ HCX3

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