Réactivité En α Du Groupe Carbonyle Flashcards
Qu’appelle-t-on un composé carbonylé énolisable ?
Que peut-on dire d’un composé carbonylé énolisable ?
Il est impliqué dans l’équilibre céto-énolique
Comment appelle-t-on un alcool et un alcène sur le même C ?
Un énol (én pour alcène et ol pour alcool)
Avec quoi faut-il faire attention avec le H de l’aldéhyde ?
Le H de l’aldéhyde n’est impliqué dans aucune réaction chimique
Dessiner l’équilibre céto-énolique de la cétone
Qu’appelle-t-on «H en α» ?
C’est un H sur un C en α
Donner l’ordre de grandeur de la constante d’équilibre de l’équilibre céto-énolique
C’est très déplacé vers l’aldéhyde : dans se sens, on a en ordre de grandeur :
K° ≈ 10^-5
Quelles sont les exceptions à la valeur de la constante d’équilibre céto-élonique ?
- phénol
- H en α de deux composés carbonylés
Comment justifier l’augmentation conséquente de la constante d’équilibre par rapport aux équilibres céto-éloniques classiques ?
- délocalisation électronique par mésomérie
- liaison hydrogène intra moléculaire
Pourquoi, lors de la catalyse basique de l’équilibre céto-élonique, peut-on déprotoner un H de la chaine carboné ? (= pourquoi ce H est-il acide ?)
Car sa base conjuguée est stabilisée par mésomérie
Pourquoi l’appelle-t-on ion énolate ?
Car la deuxième forme est plus représentative
Donner les mécanismes de l’équilibre céto-élonique de la cétone par catalyse acide puis basique
Quel est le vrai phénomène qui est source de stabilité lorsqu’on dit «par mésomérie» ?
C’est la délocalisation électronique, la mésomérie n’est qu’une théorie qui permet de le rendre visible
Que vaut en ordre de grandeur le pKA de l’énol/ion énolate ?
- Pour un énolate «simple» : pKA ≈ 20
- Pour un énolate «double» : pKA ≈ 10
Quel type de base doit-on utiliser pour former un ion énolate ?
Une base qui puisse prendre le H à l’énol, c’est-à-dire de pKA supérieur à celui du couple énol/énolate (qui vaut à peu près 20).
Une base qui ne soit pas nucléophile, pour ne pas attaquer la double liaison C=O.
Quel est le lien entre la propriété de basicité et celle de nucléophilie ?
Quel est l’acide conjugué de H|- ?
H2(g)
Les ions hydrures libres H|- sont-ils nucléophiles ?
Très peu
Pourquoi les ions hydrures libres H|- sont-ils très peu nucléophiles ?
Ils sont très petits, donc très peu polarisables
Donner les deux bases usuelles pour former un énolate
Le deuxième s’appelle LDA
En RMN, à quoi faut-il faire attention lorsqu’on a des doubles liaisons C=CH2 ?
Les 2H ne sont pas équivalents si les substituants sur l’autre C ne sont pas les mêmes : ils n’ont pas exactement le même environnement chimique
Proposer une base forte non nucléophile
LDA (Diisopropylamidure de lithium)
Détailler la régiosélectivité de la réaction de formation d’un ion énolate à partir de cet exemple
Pourquoi travaille-t-on souvent à -78°C ?
C’est la température d’équilibre entre carboglace et l’acétone, qui est donc une température basse et simple à obtenir
À quoi faut-il faire attention lorsque les positions en α ne sont pas équivalentes ?
- Il faut bien se demander lequel on va former
- Il faut le justifier
Détailler la réaction de formation d’ions énolates sous contrôle cinétique et préciser les conditions usuelles
Détailler la réaction de formation d’ions énolates sous contrôle thermodynamique et préciser les conditions usuelles
Comment compare-t-on la force de deux acides/deux bases à partir de leurs formules topologiques ? Pourquoi ?
L’acidité et la basicité sont des propriétés thermodynamiques, on compare donc la stabilité des conjugués
Qu’est-ce que le cas particulier d’un H sur un C en position α de deux groupement C=O ?
Que dire de la réactivité des ions énolates
Permet donc entre autre de former des liaisons C — C
Quelle formule mésomère utilise-t-on le plus souvent en prépa ?
On utilise peu les réactions depuis le O, souvent les réactions depuis le C|-
Quelle forme mésomère est la plus représentative ?
C’est la deuxième
Commenter
Ainsi, une réaction sous contrôle :
- frontalier fait réagir le C
- charges fait réagir le O
Le type de contrôle dépend donc essentiellement du site électrophile (pas des conditions car dans tous les cas les deux sont des contrôles cinétiques)
En contrôle thermodynamique, quel atome réagit ?
Le C
Commenter la stéréosélectivité des réactions dans lesquelles ils seront impliqués
Qu’appelle-t-on aldolisation ?
Pourquoi étudie-t-on l’aldolisation ?
Car on utilise un aldéhyde ou une cétone pour former les énolate, donc on en a forcément dans le milieu
Donner un exemple simple d’aldolisation et de cétolisation
Sous quel contrôle s’effectue la réaction d’aldolisation ? Qu’en déduit-on ?
Sous contrôle frontalier, donc l’ion énolate réagit avec le C
Comparer les rendements des aldolisations et des cétolisations. Commenter
Aldolisation : bon rendement
Cétolisation : mauvais rendement (on doit déplacer l’équilibre)
Lorsqu’on a des réactions équilibrées à mauvais rendement, quel doit être le réflexe ?
Il faut déplacer l’équilibre
Quelle est la verrerie utilisée pour déplacer l’équilibre de la réaction de cétolisation ?
On utilise un extracteur de Soxhlet
Donner le mécanisme
Qu’appelle-t-on crotonisation ?
C’est la déshydratation de l’aldol ou du cétol obtenu par l’aldolisation :
β-élimination E1CB sur un aldol
Qu’obtient-on par la réaction de crotonisation ?
On obtient des C=C et C=O conjuguées (une α-énone)
Pourquoi peut-on utiliser HO-, qui pourtant n’est pas forte, pour l’aldolisation ?
Car on a un système conjugué à la fin (après la crotonisation) qui tire donc tout l’équilibre
À quel pH peut se faire la crotonisation ?
La crotonisation peut se faire en milieu acide (cf PCSI) ou basique (cas le plus fréquent)
Dans le cas basique c’est une β-élimination, il suffit de chauffer un peu pour favoriser les β-élimination, car on est déjà en milieu basique pour former l’ion éthanolate
Pourquoi fait-on généralement une crotonisation par catalyse basique ?
Car on est déjà en milieu basique
Quel est le type de mécanisme de la catalyse basique de la crotonisation ?
Élimination E1CB
Qu’appelle-t-on : élimination E1CB ?
Donner un exemple
Élimination E1 par passage par la base conjuguée (CB)
Donner le mécanisme de crotonisation par catalyse basique.
Que faut-il remarquer ?
Expliquer pourquoi on ne fait généralement pas d’aldolisation croisée
De manière générale, on obtient encore plus de produits, trop nul
Quel est le plus réactif à une addition nucléophile entre l’aldéhyde et la cétone ?
L’aldéhyde
Donner le mécanisme de C-alkylation en α par CH3 — I du carbonyle
Avec quels types d’alkyles est favorisée la C-alkylation en α du carbonyle ?
- nullaire
- primaire
- secondaire compliqué
- tertiaire impossible
Pourquoi la C-alkylation en α d’un carbonyle se fait elle surtout avec les dérivés nulaires ou primaires ?
Car l’énolate est aussi une base forte : il y a une compétition avec la β-élémination
Qu’appelle-t-on polyalkylation d’un C en position α dans un carbonyle ?
On recommence la C-alkylation en α du carbonyle lorsqu’elle est terminée
Pourquoi est-il difficile de réaliser une alkylation avec un aldéhyde ?
Car il est plus réactif qu’une cétone vis à vis de l’addition nucléophile, donc dès qu’on forme l’énolate il risque de réagir avec les aldéhydes encore dans le milieu. (À retenir pour les énolates)
Qu’appelle-t-on une α-énone ? Représenter la plus simple qui existe.
Quelle est la particularité des α-énone ?
Comment appelle-t-on une addition nucléophile sur α-énone sur C2 ? Sur C4 ?
Donner le schéma réactionnel de l’addition 1,2, justifier le nom de cette réaction
1,2*
À quoi faut-il faire attention lorsqu’on obtient un énol à la fin d’une réaction ?
Ce n’est pas fini ! Beaucoup moins représentatif, il faut finir sur l’équilibre céto-énolique et donc écrire la cétone !
Donner le schéma réactionnel de l’addition 1,4, justifier le nom de cette réaction.
À quoi faut-il faire attention ?
Commenter
La liaison C=O reste présente dans le produit
Commenter
En contrôle de charges, on réagit sur le C2
Commenter
En contrôle frontalier, on réagit sur C4
Pour la réaction de l’addition nucléophile sur α-énone, qu’est-ce qui détermine le type de contrôle et donc le carbone qui réagit ?
C’est la nature du nucléophile
Quel carbone réagit en fonction du type contrôle lors que la réaction d’addition nucléophile sur une α-énone ?
- En contrôle de charges : addition 1,2
- En contrôle frontalier : addition 1,4
Pour quoi utilise-t-on les ions H|- (de manière générale) ?
Pour avoir des bases fortes non nucléophiles
Quel est l’intérêt du LDA ?
C’est une base forte non nucléophile
Comment dessine-t-on le produit de la crotonisation ?
On redessine la même molécule sans l’alcool. On ajoute une double liaison conjuguée à la C=O vers là où il y avait l’alcool.
Comment dessine-t-on le produit d’une addition d’un nucléophile sur une α-énone ?
On remplace la double liaison par la liaison au nucléophile et on se rappelle qu’il ne peut s’accrocher que sur le C2 ou C4.
Si c’est une addition 1,2 il faut ajouter un H pour «équilibrer» le O
Que signifie annélation ?
Formation de cycle
Donner l’annélation de Robinson et en rappeler les différentes étapes
- addition de Michael
- aldolisation intra
- crotonisation
Qu’appelle-t-on organolithien ?
Molécule comportant une liaison C — Li
Quelles sont les propriétés des organolithiens ?
Ce sont des bases très fortes et de très bons nucléohpiles (cf organomagnésiens)
Quelles sont les additions 1,2 ou 1,4 favorisées par les organolithiens ?
Justif
Li est petit et la liaison C — Li est très polarisée.
On a donc une grande densité de charge et on se place sous contrôle de charge
Ce sont donc les additions 1,2 qui sont favorisées
Qu’appelle-t-on organocuprate ?
C’est une molécule avec un groupement :
Quelles sont les additions 1,2 ou 1,4 favorisées par les organocuprates ?
Justif
Le cuivre est gros et la liaison C — Cu est peu polarisée : il fait surtout des interactions sous contrôle frontalier : addition 1,4
Comment tracer le produit de la formation d’un ion énolate ?
On recopie la molécule, un |- en position α, et on écrit sa forme mésomère
Lors de la réaction de formation d’un ion énolate, comment déterminer le produit thermodynamique et le produit cinétique ?
À quoi faut-il faire attention ?
- produit thermodynamique : celui le plus stable (attention : pas forcément le plus substitué, la délocalisation électronique prévaut)
- produit cinétique : celui issu du site d’attaque le moins encombré
À quoi doit faire penser -78°C, LDA ?
Formation de l’ion énolate cinétique
À quoi doivent faire penser les conditions EtOH/EtO- ?
- S’il y a une double liaison C=O : H en α ? Si oui de formation de l’ion énolate thermodynamique. (On peut ajouter un reflux)
- Sinon SN ou β-éliminations
Comment tracer le produit de l’aldolisation ?
Comment passe-t-on d’un groupement carbonylé simple à une α-énone ?
Proposer un moyen de faire :
On effectue la séquence réactionnelle :
- formation d’un ion énolate
- aldolisation
- crotonisation
À quoi doit faire penser la séquence :
C-alkylation en α de la cétone : on retire un H pour faire un C-, qui va faire une SN sur l’halogénoalcane
Pourquoi obtient-on peu de produit C-alkylé ?
Car l’halogénoalcane est secondaire, donc la réaction est difficile. Avec un tertiaire elle serait impossible.
En effet, le LDA étant une base forte, il y a compétition avec la β-élimination par le LDA directement sur l’halogénoalcane (et même l’ion énolate est une base forte)
À quoi doit-on penser ?
On a un cycle à six atomes avec un cétone conjuguée : annélation de Robinson
Qu’appelle-t-on réaction de Michael ?
À partir d’un groupe carbonyle :
- formation d’un ion énolate
- addition 1,4 sur une α-énone
À quoi doit-on penser ?
On a deux cétones qui sont à cinq carbones d’écart (en comptant leurs propres carbones) : réaction de Michael
À quoi doit-on penser ?
Groupe carbonyle + α-énone en milieu basique : réaction de Michael (+annélation de Robinson si on continue)
