Question de cours


Carbanion en alpha d'un groupe électro-attracteur


Intro
I- Obtention
                1/ Les énolates
                 2/ Le réactif de Wittig

II- Réactivité

                1/ Additions nucléophiles
                2/ Substitutions nucléphiles
                3/ E1cb


Conclusion
En version plus développée...

Intro : Les carbanions C/- peuvent être stabilisés par un contre-ion alcalin ( exemple BuLi, R-C=CNa ) , dans un organométallique ( RMgCl), ou grâce à un groupe électroattracteur situé en alpha, sujet de cette question. Les groupes électroattracteurs peuvent être un groupe carbonyle C=O ou un atome de phosphore par exemple.

I- Obtention

                1/ Les énolates

On cite l'acidité particulière en alpha des C=O , et la méthode d'obtention de la base conjuguée. On montre sa stabilité et on cite son centre nucléophile (C-) . On cite des exemples différents (en alpha d'un COOR (pKA=25) , d'un  C=O (pKA=20) , de  2 C=O (pKA=14) , de 2 COOR  (pKA=12 ) ), en classant les aciditiés relatives  ( grâce aux pKA , dans l'ordre décroissant ci-dessus ).

On cite donc les milieux réactionnels possibles pour leur obtention : de la potasse alcoolique, à la LDA ou buthyl lithium , voire H- pour des réactions totales. On fait remarquer que si la base conjuguée est consommée par une réaction de synthèse, l'équilibre A/B est déplacé, et il n'est donc pas nécessaire d'avoir formé l'énolate de façon totale au début.

                2/ Le réactif de Wittig

On présente son obtention : (Ph)3P/  +  C2H5-I -->   (Ph)3P+-CH2-CH3, I-

On a donc en alpha de CH2 , un phosphore électro attracteur, qui stabilise la base conjuguée :

Donc dans le DMSO, solvant Aprotique, avec la LDA ou BuLi, on peut arracher le H de CH2 :

(Ph)3P+-CH2-CH3, I-   +   Bu/-    -->    BuH   +    (Ph)3P+-CH--CH3 <--> (Ph)3P=CH-CH3  

On a donc bien un carbanion stabilisé grâce au groupe électro attracteur  (Ph)3P+   


II- Réactivité

                1/ Additions nucléophiles
Poursuivre  toutefois l'écriture du mécanisme jusque l'aldol. Laisser l'aldol au tableau.
Par contre donner impérativement le bilan, avec la formation d'un alcène.

                2/ Substitutions nucléphiles

Montrer la première étape de la synthèse malonique. ( et donner à l'oral le résultat )

                3/ E1cb

Reprendre l'aldol du 1/ et montrer qu'en milieu basique, le H en alpha, est toujours acide, mais que le carbanion obtenu peut par chauffage évoluer par élimination de OH- : c'est la crotonisation en milieu basique, par mécanisme E1cb. Seuls les béta aldols ou cétols se déhydratent de cette manière en raison de la particulière stabilité du C- en alpha du groupe mésomère électro attracteur C=O.

Conclusion : Les groupes électro attracteurs sont donc capables de stabiliser les carbanions situés en alpha, fournissant des carbones nucléophiles essentiels dans le catalogue des modes de création de laison CC. Toutefois, si ces réactions ne sont pas souhaitées, il faudra songer à protéger les carbonyles, surtout des aldéhydes, du milieu basique, propices à l'aldolisation, protection par acétalisation par exemple.
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