RÉACTIONS EN CHIMIE ORGANIQUE

En 1899, Wagner et Brickner ont observé un regroupement en traitant l'a-pinène avec de l'acide chlorhydrique. Cette observation contredit la théorie classique qui était basée sur l'invariance du squelette de la molécule.
En 1922, H. Meerwein établit un mécanisme cationique qui explique la réaction. Ce mécanisme se produit avec la formation d'un carbocation qui subit un réarrangement [1,2] des groupes hydrogène, alkyle ou aryle.
wagner meerwein regroupement 01

L'oxydation Wacker permet la transformation des alcènes en les cétones correspondantes par traitement au Pd en présence de sels de cuivre. Le cuivre a la capacité d'oxyder le palladium(0) en palladium(II), ce dernier étant l'agent catalytique de la réaction.

Wacker oxydation 01

En 1981, Weinreb et Nahm ont obtenu des cétones en ajoutant des organométalliques de lithium ou de magnésium à des N-méthyl-N-méthoxyamides.
Les amides de Weinreb sont préparés à partir d'halogénures ou d'anhydrides d'acides par réaction avec la N,O-diméthylhydroxylamine en présence d'une base (pyridine).
 
synthèse weinreb 01
synthèse weinreb 02

En 1902, Wolff a observé que le traitement de la diazoacétophénone (α-diazocétone) avec Ag 2 O/H 2 O produisait un réarrangement qui générait de l'acide phénylacétique.

wolff regroupement 01

En remplaçant l'eau par de l'ammoniac, on obtient le phénylacétamide.

wolff regroupement 02

La réduction des aldéhydes et des cétones en alcanes via l'hydrazone ou la semicarbazone correspondante dans des conditions basiques et un fort chauffage est appelée réduction de Wolff-Kishner.
La réaction est effectuée dans des solvants à haut point d'ébullition 180-200°C (éthylène glycol). Les substrats avec des groupes ester et amide sont hydrolysés en acides correspondants. Les carbonyles fortement encombrés sont réduits plus lentement. Dans le cas des a,b-insaturés, l'hydrazine se condense pour donner des pyrazolidines.
 
wolff kishner 01

En 1855, Wurtz a traité des halogénures d'alkyle avec du sodium métallique pour obtenir l'alcane symétrique correspondant. Le couplage de deux carbones sp 3 appartenant à des halogénures d'alkyle ou d'aryle par traitement avec du sodium métallique est connu sous le nom de synthèse de Wurtz. D'autre part, le couplage d'un halogénure d'alkyle avec un halogénure d'aryle est appelé réaction de Wurtz-Fittig.
1. Homocouplage du bromoéthane pour donner du butane
couplage wurtz 01

En 1979, Yamaguchi et al ont développé une procédure pour obtenir des esters et des lactones dans des conditions douces par alcoolyse de l'anhydride mixte correspondant.
La formation d'une lactone part du traitement de l'hydroxyacide par le chlorure de 2,4,6-trichlorobenzoyle en présence de triéthylamine, nécessaire pour neutraliser l'acide chlorhydrique libéré à ce stade. L'anhydride mixte produit est traité avec du DMAP dans du toluène, dans des conditions de dilution élevée, donnant la lactone souhaitée.
yamguchi 01

La fragmentation de Wharton est une réaction concertée dans laquelle un groupe partant est situé en position 4 par rapport à un groupe donneur d'électrons. Le transfert des paires libres du groupe donneur produit la fragmentation de la liaison voisine et la perte du groupe partant avec formation de doubles liaisons. Voyons un exemple :

fragmentation wharton 01

La synthèse de Wharton permet de transformer les α,β-époxycétones en alcools allyliques par traitement à l'hydrazine en milieu acide acétique ou à l'hydrate d'hydrazine suivi d'une base forte. La \alpha,\beta-époxycétone est obtenue à partir de la cétone \alpha,\beta-insaturée par oxydation au peroxyde d'hydrogène en milieu basique.

synthèse wharton 01

La réaction de Chugaev permet la formation d'oléfines à partir de xanthanes.

réaction chugaev 01

Il s'agit d'une réaction de pyrolyse qui s'effectue généralement dans la plage de température comprise entre 100 et 250°C.

Les aldéhydes, sans hydrogènes alpha, donnent la réaction de Cannizzaro lors d'un traitement avec une base forte (NaOH)

cannizzaro

Dans cette réaction, une molécule est réduite en alcool, tandis que l'autre est oxydée en acide carboxylique.

La réaction de Blanc permet la chlorométhylation des composés aromatiques.

réaction blanche 01

Il utilise comme réactifs le méthane avec du chlorure d'hydrogène gazeux en présence d'un acide de Lewis. Il en résulte l'introduction d'un groupement hydroxyméthyle sur le cycle aromatique (benzène) dont l'hydroxyle est remplacé par du chlore en présence de chlorure d'hydrogène.

La réaction de Beckmann produit le réarrangement d'une oxime en un amide. Cette réaction s'effectue en milieu acide.

beckmann transposition 01

En 1989, G. Bartoli a décrit la réaction de nitroarènes substitués avec des organométalliques vinyliques de Grignard à basse température, donnant des indoles substitués après traitement aqueux. Trois équivalents de magnésium sont nécessaires, ajoutés à une solution froide de nitroarène, qui est agitée pendant vingt minutes, puis addition d'une solution saturée de chlorure d'ammonium et extraction finale à l'éther. De meilleures performances sont obtenues avec des indoles substitués en position ortho au nitro.
 
batoli indole synthèse 01
 

La réaction de Barbier permet d'obtenir des réactifs organométalliques instables dans le milieu réactionnel. Initialement, il était réalisé avec du magnésium métallique, générant du magnésium in situ. Plus tard elle s'est étendue à d'autres métaux : Sn, Zn..., pouvant travailler en milieu aqueux, sans nécessiter la protection de groupements acides (hydroxyles).

réaction de bébé 01

La réaction de Schiemann consiste en la décomposition thermique de tétrafluoroborates de diazonium aromatiques pour donner le dérivé fluoré correspondant. Bien que les sels de diazonium soient intestables, les tétrafluoroborates de diazonium ont une stabilité significative et peuvent être préparés avec un bon rendement. Le tétrafluoroborate de diazonium est préparé à partir d'amines aromatiques par la réaction de diazotation.

Balz Shiemann 01

Le réarrangement de Baker-Venkataraman transforme les ortho-acyloxycétones aromatiques en bêta-dicétones par traitement basique (catalyse). Les bêta-dicétones présentent un grand intérêt dans la synthèse des chromones, des flavones et des coumarines. Les bases les plus couramment utilisées dans la réaction sont : KOH, tert-butylate de potassium, sodium dans le toluène, hydrure de potassium.

boulanger venkataraman 01

Les 1,5-diènes s'isomérisent par des réarrangements sigmatropiques-[3,3] lors du chauffage. Réaction connue sous le nom de réarrangement de Cope. Le réarrangement des 1,5-diènes N-substitués est appelé réarrangement aza-Cope. Selon la position occupée par l'azote, nous avons : 1-aza-, 2-aza-, 3-aza-Cope. Le regroupement 3-aza-Cope coïncide avec l'aza-Claisen.

aza faire face 01

Les réarrangements sigmatropiques [3,3] des N-allylèneamines sont connus sous le nom de réarrangements aza-Claisen. Cette réaction est analogue au réarrangement de Claisen des allyl vinyl éthers.

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Réaction analogue au réarrangement de Wittig, dans laquelle les éthers métalliques alpha réarrangent les alcoxydes, générant des alcools secondaires ou tertiaires après hydrolyse. Dans le cas de l'aza-[2,3]-Wittig, il s'agit d'amines tertiaires allyliques métallisées en alpha qui produisent des amines secondaires après hydrolyse.

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