Séquences réactionneles

[Kavey]

Bonsoir,

je voudrais savoir si la suite réactionnelle que je propose est envisageable :



Je vous remercie par avance!
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[rododu27]

Bonjour,

L'idée est bonne. Mais il y a quelques petites choses qui ne vont pas. La première étape est bonne. La seconde est un équilibre. La réaction se ferait surement mieux avec de la soude qui est un bien meilleure nucléophile que l'eau. L'oxydation est bonne, mais pas à la bonne place. Un magnésien tout comme les lithiens réagis 2 fois sur les acides carboxyliques. Même si vous ne mettez qu'un seul équivalent. Une fois que le magnésien aura réagis sur l'acide pour donner une cétone une autre molécule viendra réagir à son tour étant donné qu'un carbonyle est plus réactif qu'un acide carboxylique. Et l'attaque ne peut pas se faire que sur un seul des 2 fonctions acides.
Le mieux est de garder la molécule avant l'oxydation. Et d'utiliser un zincique qui attaquera qu'une seule fois sur l'acide. Il faut tout de même utiliser plus qu'un équivalent étant donné que la première réaction sera une déprotonation de l'acide. Pour optimiser cette étape, l'acide peut être transformer en chlorure d'acide. Et la dernière étape est bien une oxydation. Vos conditions fonctionnent mais elles sont un peu brutales. Et le plus gros problème est l'utilisation de sel de chrome qui sont toxiques. Vous pouvez utiliser l'oxydation de Swern, Mofatt, Lemieux (juste la première étape de Lemieux-Johnson), l'iode hypervalent, IBX etc.

[Kavey]

C'est vrai qu'après réflexion vous avez raison... Néanmoins comme c'est un exercice sur le papier donc je n'ai pas vraiment pris en compte les dangers des réactifs... Mais c'est vrai qu'en tant que chimiste, il faut faire le plus attention possible!

Pour la saponification j'avais bien pensé à la soude au départ mais je me suis dis que nous n'aurions pas l'alcool mais l'alcoolate, idée idiote qui m'a traversé l'esprit alors que c'est la réaction type de la saponification. Cependant même si la soude permet de meilleurs rendemandents, cela reste bien un équilibre n'est-ce-pas?

En ce qui concerne les lithiens et les magnésiens je ne savais pas qu'ils réagissaient 2 fois sur les acides carboxyliques et sur tous les acides carboxyliques d'une molécule... Néanmoins lorsque vous dites que le carbonyle est plus réactif que celui d'un acide carboxylique je ne comprends pas trop car pour au vue des effets életroniques impliqués j'aurais dis que le carbonyle de l'acide est plus électropositif à cause des 2 hétéroatomes autour du carbonyle, que celui d'un carbonyle pourvu de 2 groupements alkyles et donc plus réactif qu'un carbonyle non?

Merci pour l'information des zinciques également, n'ayant pas l'habitude de les utiliser je n'y ai pas pensé. Ce sont bien des molécules de la forme RZnX?

Pour l'oxydation, c'est également une habitude sur le papier qu'on a prise, mais effectivement les sels de chrome sont très toxiques. Moffat et Swern sont une bone alternative.

En tout cas je vous remercie de vos informations!

[Kavey]

Pourriez-vous me dire par ailleurs pourquoi l'oxydation est mal placée?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Kavey]

Pourriez-vous me dire par ailleurs pourquoi l'oxydation est mal placée?

Autant pour moi, vous faisiez sûrement allusion à l'ordre des réactions!

[Temujin1982]

-La soude déplacera l'équilibre lors de l'hydrolyse de la lactone : le carboxylate formé ne pourra plus se recycliser
-Les oxydations types Swern (ou IBX ect) s'arrêtent au stade de l'aldéhyde, à la place du chrome en peut utiliser KMnO4.
-Un magnésien (ou un zincique je pense mais pas sur à 100%) ne réagira pas (ou très peu) sur un acide carboxylique : un équivalent va d'abord déprotonner l'acide pour donner le carboxylate qui est très désactivé.
Cependant on peu envisager l'addition d'un lithien qui, dans certains cas, est assez réactif pour faire une addition sur un carboxylate. Le dianion de lithiuim produit est assez stable pour ne pas se décomposer avant le work-up, donnant ainsi la cétone. Cependant assez difficlie de prévoir les cas où cela marchera à peine ou au contraire avec un bon rendement.. Mieux vaut passer par un chlorure d'acide comme méthode plus générale.

[Kavey]

-La soude déplacera l'équilibre lors de l'hydrolyse de la lactone : le carboxylate formé ne pourra plus se recycliser
-Les oxydations types Swern (ou IBX ect) s'arrêtent au stade de l'aldéhyde, à la place du chrome en peut utiliser KMnO4.
-Un magnésien (ou un zincique je pense mais pas sur à 100%) ne réagira pas (ou très peu) sur un acide carboxylique : un équivalent va d'abord déprotonner l'acide pour donner le carboxylate qui est très désactivé.
Cependant on peu envisager l'addition d'un lithien qui, dans certains cas, est assez réactif pour faire une addition sur un carboxylate. Le dianion de lithiuim produit est assez stable pour ne pas se décomposer avant le work-up, donnant ainsi la cétone. Cependant assez difficlie de prévoir les cas où cela marchera à peine ou au contraire avec un bon rendement.. Mieux vaut passer par un chlorure d'acide comme méthode plus générale.

- Effectivement c'est logique, je n'avais pas pensé à la déprotonation de l'acide carboxylique, c'est pour cela que je pensais qu'il y aurait recyclisation possible
- Vous avez raison!! J'avais complètement zappé que toutes les oxydations au chrome et à base de DMSO conduisait les alcools primaires à l'aldéhyde sans suroxydation jusqu'à l'acide carboxylique. C'est même pour cette raison que j'avais pensé au réactif de Jones!
Par contre vous proposez le KMnO4 que je ne connaissais pas réducteur de carbonyle en acide carboxylique, mais ce qui est étrange c'est que dans notre cours le prof a préféré passer par un ester puis hydrolyse à l'eau afin d'obtenir l'ester qui sera hydrolysé, ce que je trouve étrange... Y a t-il une caractéristique à prendre en compte avec l'utilisation du KMnO4 pour qu'il ne l'ait pas cité ou bien est-ce seulement une omission de sa part?
- rododu27 s'est donc trompé pour les magnésiens et les zinciques? Votre explication est logique, néanmoins, j'aurais pensé plutôt que les magnésiens étaient plus nucléophiles que basiques... Par ailleurs étant donné l'improbabilité de faire réagir un organométallique est-ce-que le choix de mon prof est le plus judicieux :
1) PhMgBr
2) H₃O⁺, chauffage
3) NaIO₄

[Temujin1982]

-Jones est aussi une oxidation au chrome, seulement en milieu acide aqueux en va hydrater l'aldéhyde (donc avoir un diol géminal) ce qui permet l'oxydation jusqu'à l'acide.
Pour le KMnO4 c'est un oxydant très fort : il n'est donc utilisable que sur très peu de molécule. Après il existe beaucoup de méthode pour oxyder un alcool en acide, ce qui veut bien dire qu'aucune n'est idéale. (Halogènes hypervalents comme le choix du prof, il y a aussi RuO4.. Bref à voir au cas par cas selon les fonctions présentent sur la molécule, l'utilisation finale du produit : par exemple est ce que la présence de quelques ppm de métaux lourds est acceptable?)
-Pour les magnésiens disons que en quelque sorte la basicité est seulement un mesure de la nucléophilie par rapport aux protons... Donc tous les nucléophiles fort sont très basiques, en principe. Après selon l'encombrement, les effets électroniques, dur/mou il faut voir, mais devant un protons aussi acide est disponible que celui d'un acide carboxylique, il n'y a pas photo, la réaction se fera toujours là.

-J'imagine que le prof veut faire une ouverture de la lactone par le magnésien? Ca peut marcher mais il faut contrôler précisément les conditions et surement travailler à -78°C pour que l'intermédiaire tétraédrique Grignard + lactone soit stable. Ensuite l'hydrolyse en remontant à 0°C permet de détruire le Grignard qui n'a pas réagi et provoque l'ouverture le l'intermédiaire en cétone + alcool. Sans prendre ces précaution il risque d'avoir une autre addition sur la cétone pour donner un acool tertiaire + mélange de produits.

[Kavey]

-Jones est aussi une oxidation au chrome, seulement en milieu acide aqueux en va hydrater l'aldéhyde (donc avoir un diol géminal) ce qui permet l'oxydation jusqu'à l'acide.
Pour le KMnO4 c'est un oxydant très fort : il n'est donc utilisable que sur très peu de molécule. Après il existe beaucoup de méthode pour oxyder un alcool en acide, ce qui veut bien dire qu'aucune n'est idéale. (Halogènes hypervalents comme le choix du prof, il y a aussi RuO4.. Bref à voir au cas par cas selon les fonctions présentent sur la molécule, l'utilisation finale du produit : par exemple est ce que la présence de quelques ppm de métaux lourds est acceptable?)
-Pour les magnésiens disons que en quelque sorte la basicité est seulement un mesure de la nucléophilie par rapport aux protons... Donc tous les nucléophiles fort sont très basiques, en principe. Après selon l'encombrement, les effets électroniques, dur/mou il faut voir, mais devant un protons aussi acide est disponible que celui d'un acide carboxylique, il n'y a pas photo, la réaction se fera toujours là.

-J'imagine que le prof veut faire une ouverture de la lactone par le magnésien? Ca peut marcher mais il faut contrôler précisément les conditions et surement travailler à -78°C pour que l'intermédiaire tétraédrique Grignard + lactone soit stable. Ensuite l'hydrolyse en remontant à 0°C permet de détruire le Grignard qui n'a pas réagi et provoque l'ouverture le l'intermédiaire en cétone + alcool. Sans prendre ces précaution il risque d'avoir une autre addition sur la cétone pour donner un acool tertiaire + mélange de produits.

Merci de ta réponse!

Par contre je me suis trompé pour la méthode de mon prof, il a fait :
1) PhMgBr, H2O = addition nucléophile sur le carbonyle avec formation de l'alcool
2) H3O+, chauffage = protonation de l'alcool, puis départ de celui favorisé par la formation d'une double liaison conjuguée avec le phényl
3) ozonolyse par O3 = coupure oxydante de la double liaison précédemment formée en un cétone interne et un acide carboxylique en bout de chaine
4) NaBH3CN = pour ne réduire que la cétone en alcool sans toucher l'acide carboxylique

[Temujin1982]

Les deux méthodes marches ; mais la méthode de ton prof est surement plus efficace, on a pas de problème de sélectivité ; c'est d'ailleurs la méthode classique pour avoir deux carbonyles en relation 1,6 : on passe par une coupure oxydante.

[Kavey]

Ok merci beaucoup!

[Kavey]

J'aurais une autre question concernant les déshydratations sélectives sur un hexane portant sur le même carbone un nitrile et un alcool. J'ai vu qu'il était possible de la faire par POCl3, pyridine avec formation d'une double liaison qui sera conjuguée avec le nitrile. Mais pourrait-on la substituer par H3O+, chauffage? Etant donné que l'on favorise le départ de l'eau par formation d'une d'une liaison conjuguée par la suite comme dans le cadre de mon exercice?

[Temujin1982]

Ca me semble difficile.. Effectivement la réaction est favorisé thermodynamiquement par la conjugaison, mais le carbocation formé est voisin du carbone du nitrile qui est déficitaire en électron : la réaction risque d'être cinétiquement bloqué. ( il y aura bien sur toujours une température où ca se débloque, mais il n'est pas très réaliste de chauffer au dessus de 200°C de toute façon)

[rododu27]

Si tu utilises H3O+ chauffage tu vas hydrolyser ton nitrile en acide carboxylique.

[Kavey]

Si tu utilises H3O+ chauffage tu vas hydrolyser ton nitrile en acide carboxylique.

C'est vrai!!!

[Temujin1982]

Oui déjà y'a ca comme problème.