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Chap. 3 : Les cycles à 4
- thermodynamique défavorable- cinétique défavorable
Nu
E
Nu E
Cycloadditions [2+2]
+
Cycloaddition des cétènes
+
O O
rendementspas toujours bons
O
O
O
O
+
Ar130°C
O
Arδ-
δ-
δ+
Chlorocétène et dichlorocétène (meilleurs rendements)
Cl
Cl
O
67%
Zn, HOAc
O
OBn
O
Cl
Me
Cl
H
Et3N
OBn
O
MeCl
H
H
63%+ isomère (Cl, Me) J. Org. Chem. (1988), 4877
Cl2CH Cl
O
Et3N
O
Cl
Cl
- HCl
Réactions intramoléculaires :
Cl
O
Et3N
CH2Cl2, reflux
Me
H O
80%
Cétène-iminium
O
NMe2H
(CF3SO2)O
amineCHCl3, reflux
C C N
+
Ph
C C N
Ph
H2O
C C
Ph
O
meilleurs rendements qu'avec les cétènes
1) (CF3SO2)Oamine
2) H2O
O
N
intramoléculaire :
OMe
H 89%
Vinyl-cétènesO
Cl
H
baseC
O
+
OO
Et3N
toluene110°C
H
C
O
O
ClO
50%
Une application : synthèse du β-pinène
?
reduction( W.K. )
O
C
O
δ-
δ+
C
O
C
O
Cl
geraniol
CH2OH
Une rétrosynthèse du β-pinèneJ. Org. Chem. (1985), 2809
Cycloaddition [2+2] photochimique des énonesO
R+
O
Rhν
Mécanisme non-concerté :Peu de stéréosélectivité
O
O
régoiosélectivité :O
OEt
hν
O
OEtMe
H
CN
O
Me
H CN
head
head
tail
pauvre en e- : head to head
riche en e- : head to tail
O
O
+hν
O
O
ou
O
O
biradical
Réactions intermoléculaires : seulement énones cycliques (à 5 ou 6).Cycles plus grand ou pas de cycle : peu ou pas de cycloaddition.Réactions intramoléculaires plus faciles : si un choix un ouvert, formation d’un cycle à 5.
O
hν
O O
52% 0%
rétrosynthèses :
CH2
O
réduction
O
+[2+2]
O
Wittig
O
[2+2]H+
Un cas particulier : la réaction de de Mayo
+
OH
O
O
O
hν
OH
O
O
O
retro-aldol
123
45
123
4 5
composé dicarbonylé -1,5
exemple :
O
CO2Me
R
R'
OH
OH
CO2Me
R
R'
O
O
CO2Me
R
R'
O
12
3
4 5 O
CO2MeR
R' O
12
3
4
5+
O
CO2Me
OH
12
5
donc :
O
CO2Me
OH
+
R
R'
hν
O
CO2Me
R
R'
OH
Photocycloaddition des hepta-1,6-dienolsOH
123
6 7
OH
hν, Et20
Cu+ TfO-
H
H
91%endo/exo : 9/1
catalyseur
HOCu+
acyclique bicyclique
O
+
OO
+
1/1
comparatif :
OH
CrO3
OH
OH
hν, CuOTf
OH
monocyclique tricycliqueTetrahedron Lett. (1980), 2477
Hétérocycles à 4 chaînons
1) Oxetanes Réaction de Paterno-Buchi
Ph
O
H
hν
Ph
O
H
O
Ph
via : O
Ph
le plus stable
R'
O
H
+
O RRO RR
O
R'
hνsucres
O
O
MeH
H
KMnO4
O
O
MeH
H
HO
HO
O
MeOH
OH
OHrearrang.
O
O
Me
H+ cat.synthèse d' "aldols"
O CHO
OHalcool
aldéhydecétone
Une synthèse de l’oxétane du taxol
OHPGO
O
PGO OPG
O
O
MsCl
pyridine
OMs
OPG
OsO4
OMs
OPG
HO
HO
DBU
toluene105°C, 2hPGO
O
PGO OPG
O
O
OHO
DBU : base
N N
2) β-lactames
N
O
R
Staudinger (1907) NR
C O+
O
O
NAr
H MeOCH2 Cl
O
NEt3
O
O
NAr
MeO
O
C O
MeO
Synthèse d'antibiotiques :
N
S
N
S
O O
RHN RHN
CO2H CO2H
penicillines cephalosporines
Avec de énolates :
O
LiO
Li
OEt
+
N
R
SiMe3N
O
OH
R
H
puis H3O+
O
Li
OEt
+
NSiMe3
NO H
puis H3O+
OR OR
J. Am. Chem. Soc. (1988), 6879
O
Li
OEt
+C
N HNO
SS
OMe
OMe
OEt
AlEt3toluene, 110°C N
O
S
OMe
NO
SR
H
T.L. (1985), 937
autre cycloaddition [2+2] :OR
OSiMe3+
O C NSO2Cl
OR
OSiMe3
NO SO2Cl
Staudinger
Formation de la fonction lactame
H2N
S
NH
O2C
CO2Na
R
O
1) DCC(H2O, dioxane)
2) tampon
N
S
CO2HO
HN
RO
DCC : DiCyclohexylCarbodiimide
N C N
+ R OH
OR O
ON
NH
Nu
HN C
HN
O
R Nu
O
Chap. 4 : Les cycles à 5- thermodynamique favorable (moins qu’à 6)- cinétique favorable (mieux qu’à 6)
Pas de réaction [2+3] (analogue à la réaction de Diels-Alder pour les cycles à 6).-> Chimie « classique » des composés dicarbonylés
# dicarbonylés-1,4 O
R
O
R
O
12
3 4crotonisation
O O
O
exemple :
H
O
+ O
H
umpolung
Synthèse :
CHO
NR2
ènamine
CH2BrCHO
Hg2+, H2OCHO
O
HO-
O
CH2Br
BrH2C
ClH2CO
# utilisation des RNO2
OLi
+
NO2
Cl
O
THF, -80°C
O NO21
2 34
5pH 8,5
OH NO2
O
OH
O
- HNO2
Angew. Chem. Int. Ed. Eng. (1977), 321
# dibromés-1,4O
R
O
R
Br
Br
+
par exemple :
Et2CO Cl2
O
Et
ClCO2Et
O
O
O
Et
CO2Et
H+
ΔO
O
Et
12
3
4
1) NaBH4
2) HBr
Br
Br
Et
12
3
4
EtO2C CO2Et
base
EtO2C
EtO2C
Et
S
NH2
NH2
Et
HN
HN
S
O
Ospirothiobarbital
# dicarbonylés-1,6
CO2Et
CO2Et EtO-
O
CO2Et
O
O
CO2EtR
O
R
12
3
4
56
12
34
56
exemple :OO
12
3 4
5
6 CO2Et
O1
2
3 45
6
CO2Et
O1
2
3 4
5élongation
O
addition-1,4+ MeCO2Et
O1)
EtO2C CO2Et
2) NaOH 3) H+, Δ4) EtOH, H+
O
CO2Et
HOH2C CH2OHH+
CO2Et
OO
OO1) LiAlH4
2) TsClOTs
KCNOO
CNélongation
1
2
34 5
6
1) HCl, H2O
2) HCl, Et2O CO2Et1
2
34 5
6
O
EtO-O O
# contraction 6 -> 5 : utiliation de la réaction de Diels-Alder
1
23
4 5 6
+CHO
CHO
CHO1
23
4
5 6
12
3
4 5 6
1
23
4 5 6
par exemple :
OCHO1
23
4
5 6
O3
41
6
2
5
synthèse
O
CO2Me
CO2Me+
O
CO2MeMeO2C
100°C1 jour
1) LAH 2) MsCl
3) EtSK
O
SEt
SEt
OsO4
O
SEt
SEt
OH
OH
O
OH
OH
Ni Raney
O
CHO
CHO
HIO4
OCHO
# dicarbonylés-1,5
CO2R
CO2R
Na, Me3SiClOSiMe3
OSiMe3
O
OHacycloïne
# agrandissement de cycle
R
R
+ C
O
ClCl
R
R
O
ClCl
CH2N2
O
R
Cl
ClR
Zn
AcOH
R R
O
COMe
OSiMe3
CH2I2
Zn-Ag
OSiMe3
300°C
vapeur
OSiMe3O
réarrangement vinylcyclopropane-cyclopentène
# contraction de cycle
O
Brbase (RO-)
CO2Rrérrangement deFavorskii
Hétérocycles à 5 chaînons
Voir un cours d’hétérocycles pour les pyrroles, thiophènes…
Les cycloadditions dipolaires [1,3]
XY
Z XY
Z ZY
X
XY
Z XY
Z ZY
X
X, Y, Z = N, C, O, S ...
Azométhine imine :
PhNHNHMe
O H2CO
toluène, 110°C PhN
O
N
Me
Ph
PhN
O
N
Me
98%
CO2Et
Ph
PhN
O
N
Me
EtO2C
+
PhN
O
N
Me
CO2Et65% 7%
NNH2
I K2CHO3
NNH
+
CO2Me
NNH
CO2Me
- H2
NN
CO2Me
NH
OHN Ph
PhCHO
xylene, reflux
N
O
N Ph
Ph
N
ON
Ph
Ph
70%
Oxydes de nitrile
+ NOH
Cl
EtO2C NEt3, Et2O
3°C
NO
CO2Et
via : NEtO2C O
71%
NTHPOCH2 OTHPO
NO2 PhNCO
Et3N N
O
CH2OTHP
H
H
N OArNCO
Et3N, benzene(CH2)13NO2
50°C
(CH2)12
NO
(CH2)12
63%
H2, PtO2
AcOH, H2O
O
15
O
HO
O
Me
muscarone
Bull. Soc. Chem. Jpn (1985), 2145
Nitrones
N
O
+ PhN
O
H
Ph
benzene
reflux73%
Tetrahedron Lett. (1986), 1263
OHC MeNHOH
NO N
O
Me
MeH
H
n-BuCHO
PhCH2NHOHn-Bu
N O
Ph
n-BuN OPh
H
80%
H
n-BuHN NH
H
H
NH
(-)-Ptilocauline J. Am. Chem. Soc. (1984), 721