MOOCs : Onglet : Chapitre 7

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1 Chapitre 7 Les éthers, époxydes et éthers d'énol MCs : nglet : Chapitre 7 1

2 Basicité Basicité Basicité de Lewis L'existence de doublets non liants sur l'atome d'oxygène entraîne une réactivité de base de Lewis. Basicité de Brönsted Les éthers sont aussi des bases de Brönsted très faibles. Leurs acides conjugués constituent des sels d'oxonium qui sont des acides forts : pka (R 2 H + /R 2 ) ~(-3,5). 2

3 Coupure C- Action des acides La liaison C- peut être rompue en milieu acide, notamment par les acides halohydriques. Un réactif utile pour couper les éthers est HI qui les clive dès la température ambiante. R R H-I R H R I R-H + R-I Rq : Lorsque l'atome de carbone impliqué dans la fonction éther est plus substitué, on peut observer des substitutions de type SN1 qui s'accompagnent alors d'un certain pourcentage d'élimination. 3

4 Coupure C- L'anisole est un éther souvent en lieu et place de la fonction phénol lors de réactions sur le cycle benzénique. + HI H + CH 3 I Notons que dans cette réaction on n'obtient pas PhI et CH 3 H. n sait en effet que les réactions de substitutions nucléophiles en série aromatique obéissent à des mécanismes d'addition-élimination ou d'élimination-addition. L'iodure de triméthylsilyle est un réactif très utile permettant la coupure des éthers dans des conditions douces. Si I R R Si R RI + Me 3 SiR H 2, H - 2 R-H I R Les éthers de benzyle sont clivés sélectivement dans des conditions douces par H 2 en présence de Pd/C. H 2, Pd/C R + H R 4

5 Réaction au voisinage de l'éther Autoxydation n sait depuis longtemps que les éthers laissés au contact de l'air en présence de lumière peuvent conduire à des mélanges dangereusement explosifs. La réaction entre l'éther et le dioxygène s'appelle autoxydation. Rq : Les éthers commerciaux, notamment le THF, sont stabilisés par des antioxygènes. 5

6 Réaction au voisinage de l'éther Halogénation La réaction avec Cl 2 de type radicalaire, permet de substituer l'atome d'hydrogène porté par le C en α de l'atome d'oxygène par un atome de chlore. Elimination Sous l'action de bases très fortes l'atome d'hydrogène porté par le carbone en β de l'oxygène peut être arraché. Une réaction d'élimination conduit à un alcène et à un alcoolate. H Et nbu-li + EtLi + nbuh 6

7 Réaction au voisinage de l'éther Transposition de Claisen Chauffage à 200 C ou plus! ' 2 1' 2 1' H 2 2' 3' 3 2' 3' 3 2' 3' 3 7

8 Les époxydes Introduction Les époxydes ou oxacyclopropanes sont des éthers cycliques à trois chaînons. Synthèse des époxydes Il existe plusieurs voies d'accès aux époxydes. En voici quelques-unes parmi les plus importantes. 1. Action d un peracide (mcpba par exemple) sur une double liaison 2. Réaction de Corey-Chaykovsky avec un ylure de soufre sur un carbonyle 8

9 Les époxydes 3. Traitement basique d une halohydrine Antipériplanarité 4. Réaction de Darzens (composé carbonylé et alpha halogénoester) Cl H Et tbu Cl Et H syn Cl Et + anti Cl Et Acide! Antipériplanarité syn Cl Et anti Cl Et Et cis CEt Et trans CEt 9

10 Les époxydes 5. Epoxydation de Sharpless (Prix nobel en 2001) Sharpless à mis au point une méthode remarquable d époxydation asymétrique d alcool allylique Cette méthode permet d obtenir l un ou l autre énantiomère suivant la chiralité du DET (Diethyltartrate) i Pr i E Pr Ti E Ti E R 3 R 1 Et R 2 E = CEt Complexe f ormé avec le (+)-DET 10

11 Les époxydes uverture des époxydes uverture en milieu basique. La réaction entre les ions hydroxydes un composé méso fournit un mélange racémique (couple like) toujours du côté le moins encombré (lorsque le cas se présente). Le mécanisme correspond à une SN 2 entre le substrat et le nucléophile. 11

12 Les époxydes Un mélange racémique d'époxydes ayant les mêmes substituants fournit un composé méso. Lorsque le cas se présente, l'ouverture nucléophile est régiosélective. Le nucléophile attaque l'époxyde sur l'atome de carbone le plus dégagé donc le moins substitué. 12

13 Les époxydes uverture en milieu acide La réaction sur un composé méso fournit un mélange racémique (couple like). 13

14 Les époxydes Cette ouverture est régiosélective, elle s effectue sur le coté le plus encombré en anti (inverse des conditions Basiques). H H + R-H Me H + - H + R En présence d acide de Lewis, l époxyde peut subir une transposition pinacolique (les règles de transposition s'appliquent). BF 3 BF 3 BF 3 H - BF 3 14

15 Les époxydes uverture nucléophile avec les organométalliques La réaction entre un époxyde comme l'oxacyclopropane et un organomagnésien ou un organolithien constitue une synthèse d'alcool avec allongement de chaîne carbonée. MgBr 1) H 2) H 3 + L'organomagnésien réagit du côté opposé au pont du côté le moins encombré. 15

16 Les époxydes Autres ouvertures nucléophiles Les réactions suivantes sont particulièrement utiles en synthèse : Alcoolates hydrures (LiAlH 4 ) ions alcynyles Déprotonation des époxydes La déprotonation d'époxydes au moyen de bases fortes comme le LDA, permet la synthèse d'alcools allyliques. 16

17 Les époxydes Transposition de Payne Il s'agit d'une réaction de transposition des 2,3-époxyalcools sous l'action d'une base. Mécanisme : En milieu basique, la base arrache un proton à l'alcool pour former un ion alcoolate. L'alcoolate réagit sur le carbone 2 de l'époxyde avec inversion de configuration de cet atome (réaction de type SN2). 17

18 Les éthers d'énol Les éthers d'énols sont des composés bifonctionnels qui combinent la fonction éther avec une insaturation en α de l'atome d'oxygène. Le dihydropyrane est un réactif utile facile à préparer et de coût peu élevé. Ether d'énol Utilisation du DHP comme groupement protecteur La déprotection se fait généralement par alcoolise ou hydrolyse acide. T. W. Green, P. G. M. Wuts, Protective Groups in rganic Synthesis, Wiley-Interscience, New York, 1999, 49-54,

19 Les éthers d'énol Furane et dérivés substitués Le furane et ses dérivés substitués peuvent être considérés comme des éthers d'énols. L'hydrolyse en milieu acide conduit à une ouverture du cycle. L'hydrolyse acide de dérivés disubstitués du furane est une méthode de préparation des dérivés dicarbonylés 1,4. 19

20 Les éthers d'énol silylés Préparation Les éthers d'énols silylés sont des intermédiaires de réaction qui ont acquis une grande importance dans les réactions organiques modernes. Application à la bromation régiosélective de composés carbonylés 20

21 Les éthers d'énol silylés Me Br 2 Me Br molécule obtenue majoritairement Me Base forte encombrée Me Br 2 Me Br molécule de départ molécule cible 21

22 Les éthers d'énol silylés Me Br 2 Me Br X molécule obtenue majoritairement Me Base forte encombrée Me Br 2 Me Br molécule de départ molécule cible Me 3 SiCl Me SiMe 3 base forte peu encombrée isomère cinétique piégé 22

23 Les éthers d'énol silylés Réaction d'expansion de cycle. Sous l'action du réactif carbénoïde CH 2 I 2, Et 2 Zn, l'éther d'énol subit une réaction de cyclopropanation. 23