I FONCTION CARBONYLE

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1 I FTI ABYLE ALDEYDES ET ETES * oms Systématiques: arbonyle Aldéhyde étone ' Acide Aldéhydes: 1) omenclature: * oms ourants: 1) onsidérer l'alcane correspondant 2) emplacer terminaison E par AL 3) toujours en position 1 AlcanE AlcanAL Formaldéhyde MéthanE ( 4 ) MéthanAL 3 3 Acétone EthanE ( 2 6 ) EthanAL Et Et Diéthylecétone PropanE ( 3 8 ) PropanAL 7 6 l hloro-4-butanal Diméthyl-4,6-heptanal

2 1) omenclature: * oms Systématiques: Pentan-2-one hloro-4-méthyl-7-octan-3-one l 1) onsidérer l'alcane correspondant 2) emplacer terminaison E par E 3) Indiquer la Position* du AlcanE étones * onsidérer la haîne la plus Longue Σi la plus petite AlcanE Diméthyl-2,2-cyclopentanone 3 2 emarque: Un aldéhyde (-) ne peut faire partie d'un cycle. Une étone (--') peut faire partie d'un cycle Br Bromo-4-cyclohexanone 2 3

3 120 2) Propriétés Physiques: * Structure Electronique: ' Liaison Π Liaison σ rbitale hybride SP 2 onséquences: * Structure Spatiale: rbitale P Doublets Libres aractère Basique Analogie avec = Fonction arbonyle PLAE Exemple typique: l'ethanal ( 3 -) entre ucléophile 2 Formes limites Liaison Double Polarisée (µ=2,7 D) δ δ µ entre Electrophile onséquences: * Polarisation de =: Eb Elevées * Solubles dans 2 ( 1-5 ) * 1-12 Liquides; > 13 Solides 1,124 A 1,204 A 1,500 A E l = Kcal/mo l

4 * Propriétés Spectroscopiques: 1 M: Spectroscopie Electronique Doublet n 2,0 ppm doublet Π 2 δ = 2,5 ppm δ =9,8 ppm triplet, j=2 z ' 3 2,6 ppm Π * 13 M: n Π * Π Π Π Dans UV ( nm) Dans UV (190 nm) 3 199,6 ppm 5,2 ppm ,8 ppm Π * 31,2 ppm 36,7 ppm n Exemple: nm (ε = 15) ,2 ppm 205,1 ppm 206,6 ppm 3 29,3 ppm 17,5 ppm ,2 ppm 13,5 ppm 190 nm (ε = 1100)

5 3) Méthodes de Préparation Formellement 'Li="' - "Li a) Acide étone - Li " ' - " - Li 'Li rganolithien / 2 / Li ' ' ' Forme ydratée d'une étone b) hlorure d'acide l / 2 'M rganométalliques / 2 " ' - " - M - Ml étone ' l '

6 3) Méthodes de Préparation ydrure métalliques M = a, K (" - ", M ) c) hlorure d'acide Aldéhyde l / 2 M / 2 " - " - M - Ml l d) Ester Aldéhyde Amide Aldéhyde 2 Al / Al / 2 *Di-isobutylAluminium ydride ydrure particulier ne réduit pas l'ester *emarque: n ne veut pas réduire l'ester en alcool (LiAl 4 ), mais on veut remplacer par *emarque: n ne veut pas réduire l'amide en amine (B 2 6 ), mais on veut remplacer 2 par

7 3) Méthodes de Préparation e) rganométalliques MgX : rgnomagnésien 2 u,m : uprate 2 Zn : rganozincique itrile " ' - " ' M 'M rganométalliques / 2 - M / 2 étone Imine ' ydrolyse / 2-3 ' ydrure métalliques a K f)itrile " - " M M ydrure métalliques / 2 - M / 2 ydrolyse Aldéhyde Imine / 2-3

8 3) Méthodes de Préparation Anion Stabilisé en α de Soufre g) Dérivé alogéné 'X S S / 2 étone ' / gl 2 S S ydrolyse emarque: Aldéhyde Proton non acide Propane-1,3-dithiol Protection S S S S Inversion de Polarité = UMPLUG 1,3-dithiane Thioacétal = forme protégée de = Proton acide Base Forte Bilan : Transformation de - (Aldéhyde) en --' (étone) ' S S Li

9 3) Méthodes de Préparation h) Acide β cétonique β ' α Δ Décarboxylation étone ' ' - 2 Enol ' Acylation de Friedel & rafts All 3 = Acide de Lewis l All 3 / 2 étone Aromatique i) Benzène (Arène) l All 3 Aromatisation All 4

10 j) xydation des ALLS btention d'aldeydes éactif de Jones: r 3 2 / 2 S 4 ydratation du r 3 en milieu acide VI r Acide hromique Alcool Primaire Alcool Primaire ' Alcool Secondaire Acide hromique VI r r 3 / Pyridine l r 3 / 2 S 4 Mécanisme: 2 Aldéhyde ' étone Ester hromique VI r emarque: Aldéhyde Facilement xydable en Acide Acide xydation Aldéhyde 2e IV r

11 3) Méthodes de Préparation * Exemple: r 3 / 2 S 4 r 3 / 2 S 4 2 Acétone, 0 Acétone, 0 Alcool Primaire Aldéhyde Acide emarque: L'oxydation se poursuit Pour éaliser une xydation Ménagée n Désactive l'xydant en Utilisant de la Pyridine * Exemple: 2 éactif de orey: r 3 / Pyridine / l = P 2 Protection 2 l 2, al Déprotection 85% emarque: Absence de 2 car suroxidation : - 2 -() 2 -

12 btention de ETES Mécanisme: éactif de Jones: r 3 2 / 2 S 4 ydratation Du r 3 en milieu acide VI r Acide hromique ' Alcool Primaire VI r Acide hromique 2 ' VI r Ester hromique ' étone r IV emarque: étone Difficilement xydable en acide *Exemple: r 3 / 2 S 4 xydation Par Mn 2 : Un xydant Doux Alcool Allylique 2 Mn 2 35% 25, Acétone Aldéhyde α,β conjugué l 3 /25 Mn 2 62%

13 Formation de - et --' par livage xydatif 1 3 1) 3, 2)éducteur 2 1 Alcène 4 zonolyse oupure de la liaison = / 2 g 2 Alcyne Enol étone 3 *Addition MAKWIV de 2 **is Addition de - et ydroboration B 2 B / - Enolate Aldéhyde *Addition Anti-MAKWIV de 2

14 3) Méthodes de Préparation Préparation Industrielle * Le méthanal est un produit très important. Aux USA, 3 Millions de tonnes sont produites par an 3 Méthanol 2 /atalyseur (Ag) Méthanal Formaldéhyde Utilisation du méthanal dans l'eau (le Formol): Fongicide, Desinfectant, Germicide, ésines etc ** L'acétone (Propanone) est utilisée comme solvant Aux USA, 1 Million de tonnes sont produites par an Propène Benzène Acétone Phénol Procédé d'ydpexyde de UMEE ar: umène

15 4) éactivité de la Fonction arbonyle Doublet Basique α δ δ Π entre ucléophile Double Liaison Proton Acide entre Electrophile * YDGEATI *Exemples: 2 Alcène atalyseur Alcane 2 atalyseur étone-aldéhyde Alcool emarque: = réagit plus lentement que =. onséquence: ydrogénation Sélective. 2, u, min. Aldéhyde Alcool Primaire

16 **Exemples: étone 2, aney i 80, 5 min. Alcool Secondaire ***Exemple: ydrogénation Sélective 2, Pt 1 atm., 25 ADDITI IIQUE δ δ δ X Y δ X Y *Addition d'ydrure Métallique M: - M 2 M -M " - " Alcool emarque: éaction EVESIBLE *Addition d'rganométallique M: M - M 2 -M " - " Alcool emarque: éaction EVESIBLE

17 uc *Addition EVESIBLE: Mécanisme En Milieu Basique: uc En Milieu Acide: Anion Alkoxyde Basique 2 uc Protonation uc uc Faiblement Basique pk a = -8 - Addition de 2 : 2 uc uc - Mauvais Partant - emarque: Analogie avec une éaction S2 Pas de Départ d'un Groupe mais la Double Liaison Bascule sur l'xygène emarque: = très faiblement Basique onséquence: = très fortement Acide éanmoins: Faible Quantité de = *atalyse Basique ( - ) ydrate de arbone ydroxyalkoxyde ydrate de arbone

18 **atalyse Acide ( ) ydrate de arbone Explication: onstante d'equilibre K K '= 2 '() 2 emarque: L'ydratation de = est EVESIBLE Mais l'equilibre Dépend de la ature de = ' : étone =, ' = : Aldéhyde = ' = : Formol ' étone Aldéhyde Formaldéhyde Avec: K = '() 2 '= x 2 Difficilement ydratée Moyennement ydraté Facilement ydraté = ' = 3 =, ' = 3 = ' = Acétone Ethanal Formaldéhyde K(L mol -1 ) =

19 aisonnement: Toute éaction d'addition est d'autant plus Favorisée que le arbone du = est Electrophile (déficient en Electron). En d'autres termes, la réaction se fait d'autant plus facilement que le " " est déstabilisé. Vérification: l l l Primaire Secondaire Tertiaire K(Lmol -1 ) Addition de -: Formation d'emiaetal Aldéhyde "- " emarque: éaction eversible, l'equilibre est déplacé vers la Gauche (sauf Exception), les émiacétals ne sont pas Stables. étone ' "- " ' émiacétal

20 *Exception: émiacétals ycliques Ex 1) 2 1 Ex 2) 3 4 ydroxy-5-pentanal un ydroxyaldéhyde 5 émiacétal yclique Stable Explication: éaction Monomoléculaire ou éaction IntramoléculaireFavorisée pour des raisons ETPIQUES Preuves de l'existence de l'equilibre: ab 4 éduction r 3 xydation Diol Lactone

21 - Double Addition de -: Formation d'aetal '' '' Aldéhyde 2 ''- '' 2 ''- ' étone emarque: éaction eversible, peut être déplacée vers l'acétal (Stable) en milieu Acide en présence d'excès d'alcool. '' ' Acétal '' '' - *Mécanisme de Formation: " - 2 '' '' émiacétal " " - " '' '' " Acétal

22 Acétals ycliques = Groupes Protecteurs % *Les Acétals ycliques Sont Stables. **Leur Formation est éversible. ***Leur ydrolyse Produit le = de Départ. Exemple d'utilisation - 3 ( 2 ) 3 Li I - 3 ( 2 ) 3 Alcyne Métallé Iodo-Aldéhyde Protégé 70% emarque: Il faut protéger l'aldéhyde car l'attaque du = par le - peut avoir lieu Déprotection 3 - ( 2 ) 3 90% /2 I /-2 Protection I Protection de DILS VIIAUX Br 75% Br

23 Les Thioacétals - est remplacé par -S. Le atalyseur est remplacé par BF 3, Znl 2... Les Thioacétals sont plus Stables que les Acétals. Déprotection: BF S S 3, 20 3 S S S 30 min, % Thioacétal S 3 /a 3 2 /gl 2 Znl2, 25 S S % S Et--Et Thioacétal yclique emarque: éduction des Thioacétals Application: éduire = SAS éduire = S S S S Facile i aney S S BF 3, 0 i aney Et, Δ Difficile 74%

24 -Addition d'amie *Amines Primaires: Analogie formelle entre -, - et 3 -. ependant 3 - est plus ucléophile que -. 2 emarque: émiaminal = Equivalent Azoté d'émiacétal - 2 Déshydratation émiaminal Imine Mécanisme de Formation d'imine: émiaminal 2 - Exemples: 2 Imonium K Imine emarque 1: - est plus Basique que -. éanmoins, le PEU de - 2 (bon partant) qui se forme réagit pour donner l'imine. emarque 2: Imine (=) = Analogue Azoté de arbonyl (=). emarque 3: 2 Isomères possibles pour les Imines ou Base de Schiff. - ( 2 ) % % 2

25 *Synthèse d'xime: **Synthèse d'ydaze: 3,l ' 2-2 xime ydrazine ' 2 ydrazone 2 ' 2 2 ' 2 2 emarque: Formation de Dérivés ristallisés pour Identification de étones Liquides Dinitro-2,4-phenylydrazine Dinitro-2,4-phenylydrazone de la étone ***Synthèse d'azie: 2x ydrazine ' Azine ' ****Synthèse de SEMIABAZE: 2 2 Semicarbazide -2 2 ' 2 Semicarbazone de l'aldéhyde

26 Application: Désoxygénation de = Via Imine La éduction de Wolff-Kishner ' 2 a Imine (ydrazone) ' 2 ydrocarbone ' Mécanisme: 2 2 ' ' Exemple: ' ' Protonation ' ' 2 ' Anion Stabilisé arbanion emarque: éaction EVESIBLE Dégagement de 2 = Force Motrice 69% 1) 2-2 2) a, Δ

27 **Amine Secondaire: Formation d'eamie Mécanisme de Formation *Exemple ' α ' ' Proton légèrement Acide α - étone Amine Secondaire ' ' Enamines is et Trans - 2 emarque 1: 2 Isomères Possibles emarque 2: éaction EVESIBLE, ydrolyse d'eamie se fait Facilement en milieu Acide ' 2 α-hydroxyamine % Enamine

28 -Addition de ucléophiles arbonés: Ph emarque: éaction très Importante car elle permet de Former des Liaisons -. * Addition d'ylues de Phosphore: La éaction de Wittig Wittig ( ), eidelberg, obel en ) Formation de Sel de Phosphonium: Ph Ph P Triphenylphosphine Phosphore trivalent X Dérivé alogéné 2) Formation d'ylure de Phosphore: Ph Ph Ph P α Sel de Phosphonium Li Lithien = Base Forte emarque: A cause des rbitales 3d, Possibilité d'extension de ouche de Valence: Passage de P tricoordiné au P pentacoordiné. X emarque: La forme ylure est prépondérante par rapport à la forme ylène Ph Ph Ph P X Sel de Phosphonium Ph Ph Ph Ph Ph Ph P P α Ylure Ylène LiX Anion Stabilisé 3) éaction de Wittig: Ph Ph Ph P Ylure de Phosphore ' " ' " Alcène E et Z Ph Ph Ph ' " étone Aldéhyde ('=) P xyde de triphenylphosphane emarque: La STEESELETIVE dépend du type d'ylure (stabilisé, semi stabilisé ou non stabilisé) utilisé, de la nature du cation de la base utilisée (a, Li ) et des conditions opératoire (température, sel auxiliaire)

29 Mécanisme de la éaction de Wittig: Ph Ph Ph P Ph P Ph Ylène Ph Ylure ' " Exemple: P P P P P(Ph) 3 emarque: A cause des rbitales 3d, Possibilité d'extension de ouche de Valence: Passage de P tricoordiné au P pentacoordiné. ' " " ' " Ph ' Bétaïne xaphosphétane Bétaïne emarque:bétaïne et oxaphosphétane sont des intermédiaires. L'oxaphosphétane est plus stable Alcène Z Ph Ph xyde de Triphenylphosphane emarque:la Stéréosélectivité dépend du type d'ylure (stabilisé, semi stabilisé ou non stabilisé) utilisé, de la nature du cation de la base utilisée (a, Li ) et des conditions opératoire (température, sel auxiliaire) P " ' " Alcène Z ' ' " Ph 25 emarque: Il faut protéger le = au niveau de l'ylure. La éaction ne Touche pas au -- et au =. Z E

30 Application: Synthèse de la Vitamine A1 par BASF Br P(Ph) P(Ph) 3 3 Br - - / 3 P(Ph) 3 Vitamine A1 emarque 1: La protection de l'alcool est Indispensable pour Eviter la formation d'émiacétal yclique. emarque 2: Dans la Vitamine A1 toutes les = sont Tans.

31 *Addition d'ylure de Soufre: Formation de Sel de Sulfonium: S ' Thioéther 3 I S I ' Sel de Sulfonium Formation dylure de Soufre: S α ' Sel de Sulfonium I "Li -LiI S ' Anion Stabilisé S ' Ylure de Soufre emarque: Pour arracher le Proton en α du soufre il faut une base forte (Alkyl Lithien) éaction avec la Fonction arbonyle: S S-' 1 2 ' 2 S ' Bétaïne Soufrée xacyclopropane Bilan: Insertion de 2 dans la Liaison = emarque: ontrairement 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.

32 5) XYDATI et EDUTI *xydation par les Acides Peroxycarboxyliques: Peracide ' Aldéhyde ' " Peracide étone emarque: es Produits sont Instables et se Décomposent. ' Le as des Aldéhydes: Migration de Migration de ' - Bilan: ' ' Aldéhyde Acide emarque: Insertion de dans la Liaison - Acide " Acide ' ' ' Bilan: Le as des étones: Migration de (xydation de Bayer-Villiger) " ' " Migration de ' - Ester Acide Aldéhyde Ester emarque: Insertion de dans la Liaison -" ' " "

33 ' " - " étone Ester Ester emarque 1: Insertion de dans la Liaison ' ou -"? emarque 2: Pour les Aldéhydes, Uniquement la Migration de a lieu. ' u ' " *Exemple 1: Exemple: Secondaire 3 64 h 3 -- l 3 étone Symétrique **Exemple 2: étone disymétrique 3 Lactone = Ester yclique 72% Ethanoate d'éthyle Tertiaire 56% emarque: L'xydation de Bayer-Villiger ne Touche pas au =. Aptitude Migratoire:Tout se passe comme si on passait par un. >Tertiaire>yclohexyle>Secondaire - Phényle>Primaire> 3 (ullaire)

34 EDUTI *éduction de lemmensen: ' ' Exemple: 3 - ( 2 ) 5 3 Zn(g), l Δ Zn(g), l Δ - ' 3 - ( 2 ) 6 3 ctane 62% **éduction Avec ouplage: Transfert MonoElectronique 2x Mg o Benzène Mécanisme possible: 2x ' Mg o - ' ' -Mg() 2 éaction Pinacolique - ' Mg 2 Mg 2 - ' adicaux Anions / 2 emarque 1:* Mécanisme non onnu, il y un transfert d'electron des Métaux sur le =. ** onditions très Dures. emarque 2: La même éaction se fait dans des conditions douces en passant par un Thioacétal yclique puis éduction (i aney). ' ' Pinacol Mg ' ' Exemple: Acétone Le Pinacol

35 2x ouplage Sur le Titane: éaction de Mc Murry ' Til 3 /Li TF ' ' ' ' étone Alcène E et Z emarque: éaction STEESELETIVE Mécanisme Possible: 2x Li - - Li Li Til 3 ' ' ' oordination ouplage Pinacolique Exemple: Pentanal Ti ' ' ' Ti 2 ' ' ' Alcène E et Z Til 3 /K TF Dec-5-ène E et Z 2x Exemple: Til 3 /Li TF 79% *ouplage Mixte: 63% **ouplage Intramoléculaire: - 3 ( 2 ) 3 ( 2 ) 8 ( 2 ) 3-3 Til 3 /Zn/u 75%

36 ELS et EES Utilisation d'amidue ( - ): ' α B ' ' B Li Li Proton Acide pk a = *Préparation: Base Forte Peu ucléophile Utilisation d'ydue ( - ): K TF Enolate Anion Stabilisé K 2 LDA Enolate de Lithium emarque: LDA = Lithium DiisopropylAmidure, 'est une base forte (pka = 35) et Encombrée donc PEU ULEPILE Enolate de la Propanone emarque 1: K = Donneur de - basique mais ULEPILE. emarque 2: ab 4 = Donneur de - ULEPILE onduit à l'all.

37 **éactivité: "X ' -Alkylation ' Enolate = Anion Ambident "X -Alkylation Exemple: Li Li " ' " ' l D /D 2 emarque 1: 2 Possibilités d'alkylation la - et la - Alkylation. emarque 2: Souvent l'attaque Electrophile se fait sur le -. emarque3 : La -Alkylation Permet d'introduire un groupe en α du =. 62% D

38 omplications: *Double Alkylation: α ' ' ' emarque: Si 2 Acide en α: Double Alkylation Exemple: 1) LDA 2) 3 I Exemple: Li 53% 47% Li 1) a 2) 3 I 3 27% 3 38% **égiosélectivité d'alkylation: 1 2 α α' 3 4 1) B - 2) 5 X

39 Analogie entre ELATES et EAMIES Enamine emarque: Possibilité de -Alkylation et -Alkylation. Enolate emarque: Possibilité de -Alkylation et -Alkylation. Exemple: Enamine 3 3 I Alkylation I 2 ydrolyse 3 3 Sel d'iminium Bilan: 'est une autre Façon d'alkyler en α de =.

40 Exemples: 1) 3 -( 2 ) 3 -I - 2 1) 2) 3 2 Br 3) / 2 2) 2 S 4 / 2 44% 67% **atalyse Acide: Enol étone TAUTMEIE ET-ELIQUE *atalyse Basique: Enol B Enolate étone B B

41 Facteurs Modifiant l'equilibe: α étone ou Aldéhyde α Enol emarque: L'Equilibre est Déplacé vers le =. ΔG = 9 Kcal/mol -1 K = mol l -1 Exemples: 3 ΔG = 11 Kcal/mol -1 K = mol l -1 3 as Particuliers: Formation de Liaison exane onséquence de la Tautomérie: Perte de la Stéréochimie K 10% Acétyleacétone β Dicétone 90% emarque: Stabilisation de la Forme Enol par Liaison Intramoléculaire 95% 10% K Et étone Enolate (Plan) Plus Stable (Stérique) ptiquement Pur

42 Exemple: acémisation Et S Me - Et Me Enolate Plan = AIAL - Et Me emarque 1: Passage par un Enolate Plan donc Perte de la Stéréochimie. emarque 2: acémisation en Quelques Minutes. emarque 3: Difficile de onserver l'activité ptique en α de =. alogénation des Aldéhydes et étones: *atalyse Acide: Mécanisme 3 Br Br Br Br - Br Exemples: Br 2, 3 2 2, 70 Br 44% l 2, l 4 emarque: égiosélectivité de la Formation de l'enol L'EL le plus Stable est l'el le plus Substitué (Analogie avec les ALEES). 85% l

43 X Moins Basique Enolisation Difficile X emarque: En catalyse Acide, l'alogénation alentit l'enolisation. onséquence: Le Produit monohalogéné ne sera pas attaqué tant que l'aldéhyde ou la étone de départ n'est pas Totalement onsommé. Dihalogénation: l 2 Excés 94% Ph 3 Ph 3 2, 60 l l **atalyse Basique: as Particulier des Méthylcétones: La éaction aloforme 3 - Br Br 3 Br - Br Bromoforme arboxylate emarque 1: Br 3 - est un anion stabilisé Br - - Br Br Br Br Br 2 Br 2 Br - Br Br Br emarque 2: emplacement de 3 par

44 ALDLISATI: *Aldéhydes: Mécanisme de la ondensation Aldolique Aldéhyde Ethanal Enolate emarque1: Faible [ ] d'enolate à l'equilibre. emarque2: Aldol elativement Stable à Basse Température. emarque3: A aute Température l'aldol est Deshydraté. 3 Aldol (50-60%) Mécanisme: α - Aldol Enolate Bilan: 2x 3 ondensation Aldolique 3 rotonaldéhyde

45 Exemples: a/ 2 K 2 3 / 2 Δ 5 85% Aldol = β-hydroxyaldéhyde Aldéhyde α,β-insaturé 80% Aldolisation roisée: emarque: éaction intéressante car elle donne: Des omposés arbonylés β-ydroxylés et des α,β-insaturés etc... 3 emarque 1: éaction Spécifique (Mélange) emarque 2: éaction Intéressante si l'un des composés ne possède pas de en α.

46 **étones Acétone Base 6% emarque: Equilibre Largement Déplacé vers la étone. Aldol éaction ETALDLIQUE: B étone Enolate B B - emarque: La éaction avec les Aldéhydes est EXTEMIQUE alors que la éaction avec les étones est Légèrement EDTEMIQUE. emarque: L'Equilibre peut être Déplacé si l'on Elimine a, Δ étone α,β-insaturée emarque: éaction Intramoléculaire Déplace L'Equilibre a/ %

47 Exemple: K/ 2 Δ % emarque: La ondensation Aldolique Intramoléculaire onduit à la Formation du ycle (5,6) le Moins Tendu. Exemple: on - / 2 5 ui 3 on ui on Exemple: 5 7 on ui 83% ui on

48 La Préparation et la himie des Aldéhydes et étones α,β-insaturés *Préparation: 1) l 2 /Acide l a % 2) l Ph 3 P l Ph 3 P a Ph 3 P Ph 3 P Ph 3 P Sel de Phosphonium Ylure Stabilisé emarque: ylure de phosphore stabilisé est peu réactif, Il ne réagit pas bien avec les étones mais avec les Aldéhydes, intrinsequement plus réactifs, il effectue une réaction de Wittig. Exemple: Ph 3 P

49 3) xydation d'alcools Allyliques Mn 2 Exemple: Vitamine A Mn 2 80% étinal 4) Isomérisation: emarque: Stabilisation par ésonance des Aldéhydes et étones α,β-insaturés. onséquence: Les omposés onjugués se éarrangent pour Donner des Dérivés α,β-insaturés. Exemple: ou - 2 yclohexène-3-one yclohexène-2-one

50 Exemple: ou - / 2 **atalyse Basique: on onjuguée Mécanisme: Aldéhyde *atalyse Acide Enol onjuguée Aldéhyde 2 - Enolate

51 éactivité: emarque: éactivité de type = éactivité de type = *éduction Exemples: 2 /Pt 2 2 /Pt 2 /FeS 4 95% Zn(- 3 ) 2 30 min. **Additions Exemples: Br 2 l 4 alogénation Br 60% Br Trans Addition 2 / - 2 xime

52 ADDITI 1,4: (= et =): emarque: Addition 1,2: A B A B B Addition 1,2 sur = A Addition 1,2 sur = emarque: Addition 1,4: B A B B B Enol étone A B Addition 1,4 emarque Si A =, Il y a une Addition 1,4 mais le ésultat apparaît comme une Addition 1,2. *Addition de : Ph Ph Ph Ph Ph étone Ph Enol

53 **Addition de 2 : 2 /a() 2-5 Anti Markownicov ***Addition de : 3 3 K 3 ****Addition d'amine: *****Addition d'rganométallique: Addition 1,2: 1) 3 Li/Et--Et 2), - 3 emarque: Les Lithiens Donnent une Addition 1,2 par l'attaque nucléophile directe sur le =. Addition 1,4: 1) (3) 2 uli/tf, -78 2), - 3 emarque: Les uprates Donnent une Addition 1,4 sur le =. Le Mécanisme est peu onnu et ompliqué.

54 Exemple: 1) ( 2 ) 2 uli 2) / 2 Dialkylation: 1) 2 uli 2) 'X ' 1) Exemple: ( ) 2 uli 3 2) 3 I 3 ( 2 ) 3 3 ( 2 ) 3 3 Application Synthétique: Synthèse de Prostaglandine (G. Stork) Liu( 5 11 ) 2 ' PGF 2α / 2 Addition 1, ( 2 ) 3 2 ' ) 2 =, -50 2) / 2 ondensation Aldolique emarque: Attaque sur la Face la - encombrée Liu( ( 2 ) 4 ") ' / 2 Addition 1,4 ( 2 ) 4 " 5 11 '

55 éaction de Michael: Exemples: ydrogène acide Base 27% Ph EtK Et, EtEt 64% Ph Mécanisme: Enolate 1) Base 2) / 2 = α,β Insaturé Addition 1,4 Enol étone Annéllation de obinson: 'est une séquence: Addition de Michael-ondensation Aldolique Michel 2 ondensation Aldolique

56 Exemple: α Eta/Et EtEt, -10 Michael ondensation Aldolique Δ, - 2 Application Synthétique: Synthèse de Stéroïdes a a Michael Base - 2 ondensation Aldolique Base 3 3 Base % ondensation Aldolique Michael Enolate Stabilisé

57 Acides arboxylique emarques: Trois types de éactivité 1) éactvité de type Alccol () 2) éactivité de type arbonyle (=) 3) éactivité de Type Acide () 1) omenclature: a) n remplace le E d'alcane par ÏQUE 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 ALAÏQUE. Exemples: δ Electrophile Basique Acide 3 2 Acide bromo-2-propanoïque Acide propénoïque 1 (Acide Acrylique) Br Structure om IUPA om ourant Acide Méthanoïque Acide Formique 3 Acide Ethanoïque Acide Acétique oms Usuels: 3 2 Acide Propanoïque Acide Propionique 3 -( 2 ) 2 - Acide Butanoïque Acide Butyrique 3 -( 2 ) 3 - Acide Butanoïque Acide Valérique 3 -( 2 ) 4 - Acide exanoïque Acide aproïque

58 Les Diacides: AIDE ALAE DIÏQUE Acide éthanedioïque Acide xalique Acide propanedioïque Acide Malonique Acide butanedioïque Acide Succinique Acide pentanedioïque Acide Glutarique 2) Propriétés Physiques: Possibilité de Formation de Liaison : Formation de Dimère Poids moléculaires faibles: Soluble dans l'eau Points d'ebulition et de Fusion Elevés Structure: A A A Acide Méthanoïque A

59 M: M 1 : M 13 : emarque: emarque: Echangeable (δ entre ppm) ésonance: Acidité: K a K a de l'ordre de 10-4 à 10-5, pk a de l'ordre de 4 à 5 Stabilisation de la harge Moins par résonance emarque: de - (Acide) est nettement plus Acide(4-5) que de - (Alcool) (16-18)

60 Basicité: emarques: 1) Protonation Difficile 2) Pas de Protonation de 3) Méthodes de Préparation: A) ydrolyse de hlorure d'acide: X 2 X B) éarrengement Benzylique: - α ydroxyacide Exemple: 1) - 2) 25 80%

61 ) Synthèse Malonique: ' - ' 2 D) Alcanoylation de Friedel et rafts - 2 Δ Equivalent d' Enol All 3 Groupe Activant emarque: All 3 Site d'attaque All 3 All 3 Aromatisation Acylation

62 E) xydation: KMn 4 / - / 2 F) éduction de Kolbe: - - éactivité: Attaque ucléophile δ δ δ Proton Acide δ Groupe Partant Spécifique de Mécanisme d'addition-elémination: uc - - Addition Elémination uc Intermédiaire Tetraèdrique uc

63 emarque: u est en même temps une base. Par conséquentil y a une compétition entre l'attaque du = et la déprotonation. Si on utilise un excès de u, il y aura d'abord la déprotonation de puis l'attaque de - qui sera difficile car centre chargé -. Pour contourner cette complication, on utilise souvent des dérivés (L) qui eux subissent facilement des réactions de type S En Milieu Acide: L L = l, Br,, 2 uc L u L uc L -L - uc uc En Milieu Basique: uc B - uc B uc L L - L uc uc L - B L B - btention de Dérivés (alogénure d'acyle et Anhydride: alogénure d'acyle: -X, X=l, Br - Sl 2, Pl 5, PBr 3 X

64 l S l -l S l l S l l S l -S 2 -l l Exemple: Sl 2 85% eflux l Mécanisme de Bromation par PBr 3 Br 2 P -Br Br Activation Br P Br Addition Br Elémination PBr 2 -PBr 2 Br Br - Exemple: PBr 3 90% Br

65 emarque: Une autre façon l l Phosgène l l Instabel Anhydride d'acide: Formation: ' l -l Anhydride ' Autre Possibilité: Exemple: l 85% a ' l -al ' Anhydride Mixte emarque: Formation de ycle à 5 et à 6 atomes Anhydride yclique (succinique)

66 btention d'esters éaction avec les Alccols: Mécanisme: *atalyse Acide: Acide ' Addition ' ' ' Intermédiaire Téraèdrique Elimination Ester - ' - 2 ' emarque: Formation de Lactone ou Esterification Intramoléculaire. Exemples: 2 S 4 / 2 90% 2 Lactone (Ester yclique) 95% 2

67 ' emarque: Autre Façon de Préparer des Esters X a 100 ' Br 2 ( 2 ) 9 K 2 3 DMS, % - Br btention d'amides: emarque: Si on chauffe on déplace l'equilibre vers la gauche et 3 joue le rôle du ucléophile. Acide 3 4 Base Sel d'ammonium 3 Mécaisme: Amide emarque: emplacement de par 2. Exemple: %

68 Formation d'imide: Formation de Lactame: Acide Succinique % 2 2 Succinimide Equivalent Azoté d'anhydride Exemples: 2 Aminoacide Δ 86 % Lactame Equivalent Azoté de Lactone éaction avec les rganolithiens: emarque 1 : n ne peut pas utiliser l'acide. emarque 2 : L'Attaque de l'anion est difficile. Exemple: a arboxylate 3 Li TF a Li Bilan emplacement de - par étone 3 Exemple: 1) 2 Eq. 3 Li 2) 2 / 3 55 %

69 éaction avec LiAl 4 : Acide 1) LiAl 4 / TF 2) 2 / Alcool Mécanisme Possible: LiAl 4 Al 3 Li Al 2 Li Li 2 / " - " LiAl 4 éactivité du arbone en α de : emarque 1 : omme tout composé dutype =, le proton en a est acide. emarque 2 : L'Enolate se forme dans un solvant APTIQUE polaire (exemple : MPA) en présence d'une base forte (exemple: LDA). α 1 Eq. Base Acide arboxylique α 1 Eq. Base Anion arboxylate α Dianion Enolate Exemple: 2 Eq. LDA/MPA Li 25, 30 min. Li Li Dianion Enolate Stabilisé Li

70 éactivité du Dianion Enolate: Bromation desacides arboxyliques: ' ' La éaction de USDIEKE: '-X Alkylation Br 2 -'- 2 Br Ag Br 2 Br 2 AgBr uverture d'epoxyde ' " Br Br Mécanisme: Br ypobrimite Br ondensation du type Aldolique ' " -Br Br 2 emarque: L'Enolate est fortement Basique, Seul dans le cas des -X primaires l'alkylation se fait. Dans les autres cas il y a Elimination.

71 Les Dérivés d'acides arboxyliques: X alogénure d'acyle Ester ' Amide Anhydride ' éaction avec les ucléophiles Mécanisme d'addition - Elimination Bilan: emplacement de X - par u -. X *alogénure d'acyle uc - Addition X uc Elimination X - uc Acide ' Ester - X 'MgX ' 2 atalyseur LiAl() 3 ' Anhydride Aldéhyde emarque: En présence de LiAl 4, la fonction = est réduite en Alcool (- X LiAl 4 donne - 2 ). Amide 1 2 ' étone Aldéhyde

72 Les Anhydrides éaction avec les ucléophiles uc - uc Mécanisme: uc Exemples: % 2 73 % Les Anhydrides ycliques: % 3 2 Eq. 3 85% 2 4 Les Esters: éaction avec 2 : Mécanisme en atalyse Basique ' - ' '

73 éaction Avec Les Alcools: ' ou - " " ' Transesterification Pour déplacer l'equilibre, on utilise un large excès de " Exemples: Lactone Br 80% Ester Br emarque: la éaction avec les Lactone (Ester yclique) onduit à l'uverture du ycle. éaction Avec Les Amines ' ' " 2 " Ester Amine Amide Alcool éaction Avec Les Grignards MgBr MgBr "MgBr / 2 ' "MgBr ' " " " " emarque: "MgBr ' " " Ester Formique Alcool Secondaire " " Alcool Tertiaire

74 emarque: arbonate d'alkyle 3MgBr 1) TF, 25 2) / 2 ' ' 2- ' Alcool Tertiaire Une Bonne Méthode de Préparation d'alcool Tertiaire. éduction des Esters: 1) LiAl ' 4 / TF 2) / 2 Ester Alcool Primaire Exemple: 1) LiAl 4 / TF 2) / 2 90% Al' 2 " ' 2 Al " emarque: Si l'on veut s'arrêter à l'aldéhyde, on désactive le éducteur (' 2 Al). " émiacétal

75 Exemple: Et Al Toluène, % Et Formation d'enolate: α ' LDA/TF -78 α ' α ' α α Alkylation Br ondensation Aldolique éactivité de l'enolate: α α uverture d'epoxyde Lactone emarque: L'Enolate d'un Ester (pka 25) est plus Basique que celui d'un Aldéhyde ou d'une étone (pka 20). omplication: éaction d'elimination.

76 ondensation de laisen: Mécanisme: Eta Ester β étonique / 2 En éalité il s'agit d'une ondensation Aldolique pka = 11 Les Amides: 2 ' Primaire Secondaire Tertiaire 2 ou - éaction Avec 2 : 2

77 atalyse Acide: 2 Amide Acide atalyse Basique: 2 Amide arboxylate éaction Avec les Alcools: Exemple: Amide Et l 85% Ester emarque: Même Mécanisme que pour 2, n remplace -- par --. éaction Avec les ydrures: Mécanisme Possible: Al LiAl 2 4 ' 2 ' 2 Amide ' ' ' 2 " - " (LiAl 4 ) Amine

78 Exemples: 1) LiAl 4 / Et--Et 2) / 2 80% 1) LiAl 4 / Et--Et 2) / 2 85% emarque: Avec des ydrures Particuliers, n Peut Transformer un Amide en ALDEYDE. Et--Et Al 92% Mécanisme Possible: Al" 2 Al" 2 ' 2 ' 2 2 ' ' émiaminale Formation d'enolate: α pka = 30 Base 2 pka = 15 α Anion Amidate α

79 emarque: plus Acide que en a du =, par conséquent il se forme l'anion AMIDATE. Par contre, dans le cas d'amide Tertiaire on peut former l'anion Enolate. ' Base Forte " " Anion Enolate L'Anion Enolate et l'anion Amidate sont ucléophile. ' Application Synthétique: a/ I 66% Br 62% a 2 / 3

80 Aminoacides 2 Basique Acide α S 2 = 2 Acide Aspartique (Asp) 2 = 2 2 Asparagine (Asn) 2 = 2 Sérine (Ser) 2 = () 3 Thréonine (Thr) 2 = 2 S ystéine (ys) = 2 2 Acide Glutamique (Glu) 2 = Glutamine (Gln) 2 = ( 2 ) 4 2 Lysine (Lys) = ( 2 ) 3 () 2 Arginine (Arg) = 2 Imidazole istidine (is)

81 Aminoacides 2 Basique Acide α 3 ( 3 ) 2 2 ( 3 ) 2 ( 3 ) = Glycine (Gly) 2 = 3 Alanine (Ala) 2 = ( 3 ) 2 Valine (Val) 2 = 2 ( 3 ) 2 Leucine (Leu) 2 = ( 3 ) 2 3 IsoLeucine (Ile) S 3 = 2 2 S 3 Méthionine (Met) Proline (Pro) 2 2 = 2 Indole Tryptophane (Trp) 2 2 = 2 Ph Phénylalanine (Phe) 2 2 = 2 Ph Tyrosine (Tyr)

82 > = 6 2 apolaire ionisé polaire non chargé = Glycine (Gly) = 3 Alanine (Ala) = ( 3 ) 2 Valine (Val) = 2 2 S 3 Méthionine (Met) Proline (Pro) = 2 ( 3 ) 2 Leucine (Leu) = ( 3 ) 2 3 IsoLeucine (Ile) = 2 Ph Phénylalanine (Phe) = 2 Ph Tyrosine (Tyr) = 2 Indole Tryptophane (Trp) α = 2 Acide Aspartique (Asp) = 2 2 Acide Glutamique (Glu) = ( 2 ) 4 2 Lysine (Lys) = 2 Imidazole istidine (is) = 2 Sérine (Ser) = 2 S ystéine (ys) = 2 2 Asparagine (Asn) = () 3 Thréonine (Thr) = Glutamine (Gln) = ( 2 ) 3 () 2 Arginine (Arg) Gly Ala Pro-Met Val Tyr Lle Leu Solubilité en g.l -1 dans l'eau à 25 Phe oéfficient d'hydrophobicité 6 8 par rapport à la glycine (25 ) Trp Asn Leu is Glu Phe Ile Val Ala Gly 250