Énolate - Enolate
Les énolates sont des anions organiques dérivés de la déprotonation de composés carbonylés. Rarement isolés, ils sont largement utilisés comme réactifs dans la synthèse de composés organiques.
Collage et structure
Les anions énolates sont liés électroniquement aux anions allyliques. La charge anionique est délocalisée sur l'oxygène et les deux sites carbonés. Ils ont donc le caractère à la fois d'un alcoxyde et d'un carbanion .
Bien qu'ils soient souvent dessinés comme étant de simples sels, ils adoptent en fait des structures compliquées comportant souvent des agrégats.
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Préparation
La déprotonation des cétones, aldéhydes et esters énolisables donne des énolates. Avec des bases fortes, la déprotonation est quantitative. En règle générale, les énolates sont générés à partir de l'utilisation de diisopropylamide de lithium (LDA).
Souvent, comme dans les condensations de Claisen conventionnelles , les réactions de Mannich et les condensations d'aldol , les énolates sont générés à de faibles concentrations avec des bases alcoxydes. Dans de telles conditions, ils existent en faibles concentrations, mais ils subissent encore des réactions avec les électrophiles. De nombreux facteurs affectent le comportement des énolates, en particulier le solvant, les additifs (par exemple les diamines) et le contre-cation (Li + vs Na + , etc.). Pour les cétones asymétriques, des méthodes existent pour contrôler la régiochimie de la déprotonation.
La déprotonation des acides carbonés peut se dérouler avec un contrôle de réaction cinétique ou thermodynamique . Par exemple, dans le cas de la phénylacétone , la déprotonation peut produire deux énolates différents. Il a été démontré que le LDA déprotonait le groupe méthyle, qui est l'évolution cinétique de la déprotonation. Pour assurer la production du produit cinétique, un léger excès (1,1 équiv) de diisopropylamide de lithium est utilisé, et la cétone est ajoutée à la base à -78 °C. Parce que la cétone est rapidement et quantitativement convertie en énolate et que la base est présente en excès à tout moment, la cétone est incapable d'agir comme une navette protonique pour catalyser la formation progressive du produit thermodynamique. Une base plus faible telle qu'un alcoxyde , qui déprotone de manière réversible le substrat, donne l'énolate benzylique plus stable thermodynamiquement.
Les énolates peuvent être piégés par acylation et silylation , qui se produisent à l'oxygène. Les éthers d'énol de silyle sont des réactifs courants en synthèse organique comme illustré par la réaction aldol de Mukaiyama :
Réactions
En tant que nucléophiles puissants, les énolates réagissent facilement avec une variété d'électrophiles. Les électrophiles habituels sont les halogénures d'alkyle, les aldéhydes et les cétones, et les accepteurs de Michael . Ces réactions génèrent de nouvelles liaisons CC et souvent de nouveaux stéréocentres. La stéréosélectivité est influencée par les additifs.
Aza énolate
Les énolates aza (également connus sous le nom d'anions imine, d'énamides, de bases de Schiff métallées et de métalloénamines) sont des analogues d'azote aux énolates. Lorsque les imines sont traitées avec des bases fortes telles que le LDA , des énolates d'aza hautement nucléophiles sont générés.
Le principal avantage de l'utilisation d'énolates aza est qu'ils ne subissent pas d' auto-condensation (c'est -à- dire une réaction d'aldol pour les aldéhydes ) dans une solution basique ou neutre, mais qu'ils favorisent plutôt l' alkylation sur le carbone alpha. Ceci est principalement dû au fait que les imines contiennent des doubles liaisons carbone-azote contrairement aux aldéhydes, qui contiennent des doubles liaisons oxygène-carbone. Étant donné que l'oxygène est plus électronégatif que l'azote, il retire plus de densité électronique du carbone carbonyle, induisant une charge partiellement positive plus importante sur le carbone. Par conséquent, avec plus de carbone électrophile, les aldéhydes permettent une meilleure addition nucléophile au carbone sur la double liaison carbone-oxygène.
D'autre part, l'imine a moins d' azote électronégatif qui induit une charge partiellement positive plus faible sur le carbonyle-carbone. En conséquence, bien que les imines puissent encore réagir avec les organolithiens, elles ne réagissent pas avec d'autres nucléophiles (y compris les aza énolates) pour subir des ajouts nucléophiles .
Au lieu de cela, les énolates aza réagissent de la même manière que les énolates, formant des produits alkylés SN2 . Grâce à la conjugaison de paires isolées d'azote, le carbone devient un site nucléophile, permettant aux aza énolates de subir des réactions d'alkylation. Ainsi, les énolates aza peuvent réagir avec de nombreux électrophiles comme les époxydes et les halogénures d'alkyle pour former une nouvelle liaison carbone-carbone sur le carbone .
Deux mécanismes de réaction potentiels sont présentés ci-dessous :
Étant donné que l'époxyde est une molécule cyclique à trois chaînons, il a un degré élevé de déformation du cycle . Bien que les carbones dans le système cyclique soient tétraédriques , préférant 109,5 degrés entre chaque atome, l'époxyde contraint les angles du cycle à 60 degrés. Pour contrer cet effet, les aza énolates nucléophiles réagissent facilement avec les époxydes pour réduire leurs contraintes de cycle.
En plus de réagir avec les époxydes, les énolates d'aza peuvent également réagir avec des halogénures d'alkyle (ou des halogénures d'allyle comme illustré ci-dessus) pour former une nouvelle liaison sigma carbone-carbone . Cette réaction est l'une des étapes clés de la synthèse de la phéromone d'agression masculine, Oulema melanopus. L'énolate d'aza est généré par le LDA réagissant avec le pivaldéhyde, qui réagit ensuite avec un halogénure d'alkyle pour former un intermédiaire Oulema melanopus.
Les énolates d'aza peuvent également être formés avec des réactifs de Grignard et réagir avec d'autres électrophiles mous, y compris les récepteurs de Michael .
