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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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Énols et énolates 2
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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Énols et énolates 4
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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Énols et énolates 5
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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Énols et énolates 6
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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Énols et énolates 8
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 :
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O
CH3
HCH3
O
CH3
CH3
BrNa+ H–
Na
H2
O
CH3CH3 + NaBr
Alkylation (α) des aldéhydes et des cétones
• 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–