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Chapitre 7Chapitre 7Les éthers, époxydes et éthers d'énolLes éthers, époxydes et éthers d'énol
MOOCs : http://escomchimieorga3a.wordpress.com
Onglet : Chapitre 7
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BasicitéBasicité
Basicité
Basicité de LewisL'existence de doublets non liants sur l'atome d'oxygène entraîne une réactivité de base de Lewis.
Basicité de BrönstedLes éthers sont aussi des bases de Brönsted très faibles. Leurs acides conjugués constituent des sels d'oxonium qui sont des acides forts : pKa (R
2OH+/R
2O) ~(-3,5).
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Coupure C-OCoupure C-O
Action des acidesLa liaison C-O 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.
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.
R
O
R
H-I
R
O
R
H I
R-OH + R-I
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Coupure C-OCoupure C-O
L'anisole est un éther souvent en lieu et place de la fonction phénol lors de réactions sur le cycle benzénique.
Notons que dans cette réaction on n'obtient pas PhI et CH3OH. On 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.
Les éthers de benzyle sont clivés sélectivement dans des conditions douces par H2 en présence de Pd/C.
O + HI
OH + CH3I
Si IR
O
RSi O
R
RI
RI + Me3SiORH2O, OH-
2 R-OH
O RH2, Pd/C
HO R+
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Réaction au voisinage de l'étherRéaction au voisinage de l'éther
AutoxydationOn 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.
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Réaction au voisinage de l'étherRéaction au voisinage de l'éther
HalogénationLa 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.
EliminationSous 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
O
Et nBu-Li+ EtOLi + nBuH
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Réaction au voisinage de l'étherRéaction au voisinage de l'éther
Transposition de Claisen
Chauffage à 200°C ou plus !
O
3'2'
1'
1
2
3
O
3'
2'
1'
1
2
3
OH
3'
2'
1'
1
2
3
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Les époxydesLes 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
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Les époxydesLes époxydes
3. Traitement basique d’une halohydrine
4. Réaction de Darzens (composé carbonylé et alpha halogénoester)
Antipériplanarité
Antipériplanarité
Cl
OEt
O
H
Acide!
OtBuCl
OEt
O
H
O
OEt
O
Cl
O
OEt
O
Cl
O
+
syn anti
OEt
O
Cl
O
syn
O
COOEtEt
cis
OEt
O
Cl
O
anti
O
COOEtEt
trans
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Les époxydesLes époxydes
5. Epoxydation de Sharpless (Prix nobel en 2001)
Sharpless à mis au point une méthode remarquable d’époxydation asymétrique d’alcool allyliqueCette méthode permet d’obtenir l’un ou l’autre énantiomère suivant la chiralité du DET (Diethyltartrate)
Ti
OiPriPrO
O
O O
EtO
E
E = COOEt
O
Ti
O
E
E
O
O
OR3
R1
R2
Complexe f ormé avec le (+)-DET
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Les époxydesLes époxydes
Ouverture des époxydes
Ouverture 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 SN2 entre le substrat et le nucléophile.
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Les époxydesLes 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.
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Les époxydesLes époxydes
Ouverture en milieu acide
La réaction sur un composé méso fournit un mélange racémique (couple like).
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Les époxydesLes époxydes
Cette ouverture est régiosélective, elle s’effectue sur le coté le plus encombré en anti (inverse des conditionsBasiques).
En présence d’acide de Lewis, l’époxyde peut subir une transposition pinacolique (les règles de transposition s'appliquent).
O
H
O
H
+
+R-OH
- H+
Me
RO
OH
O BF3O
BF3
O
H
BF3 O
- BF3
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Les époxydesLes époxydes
Ouverture 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.
L'organomagnésien réagit du côté opposé au pont du côté le moins encombré.
MgBr
OOH1)
2) H3O+
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Les époxydesLes époxydes
Autres ouvertures nucléophiles
Les réactions suivantes sont particulièrement utiles en synthèse :
Alcoolates
hydrures (LiAlH4)
ions alcynyles
Déprotonation des époxydesLa déprotonation d'époxydes au moyen de bases fortes comme le LDA, permet la synthèse d'alcools allyliques.
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Les époxydesLes 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).
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Les éthers d'énolLes 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.
Utilisation du DHP comme groupement protecteur
La déprotection se fait généralement par alcoolise ou hydrolyse acide.
Ether d'énol
T. W. Green, P. G. M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis,Wiley-Interscience, New York, 1999, 49-54, 708-711.
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Les éthers d'énolLes éthers d'énol
Furane et dérivés substituésLe 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.
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Les éthers d'énol silylésLes éthers d'énol silylés
PréparationLes 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
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O
MeBase forteencombrée
O
Me
O
Me
O
Me
O
MeBr
Br
Br2
Br2
molécule de départmolécule cible
molécule obtenue majoritairement
Les éthers d'énol silylésLes éthers d'énol silylés
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Les éthers d'énol silylésLes éthers d'énol silylés
O
MeBase forte encombrée
O
Me
O
Me
O
Me
O
MeBr
Br
Br2
Br2
molécule de départmolécule cible
molécule obtenue majoritairement
Me3SiCl
O
Me
SiMe3
base forte peu encombrée
isomère cinétique piégé
X
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Les éthers d'énol silylésLes éthers d'énol silylés
Réaction d'expansion de cycle.Sous l'action du réactif carbénoïde CH
2I2, Et
2Zn, l'éther d'énol subit une réaction de cyclopropanation.
