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2 Soufre 2.1 Généralités S : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 3d 0 O : 1s 2 2s 2 2p 4 2.1.1 Stabilisation des charges : polarisabilité du soufre 2.1.2 S Nucléophile C-S : 1.82 Å (Me 2 S) C-O : 1.48 Å (Me 2 O) R S R 105° R O R 110° χ S = 2.58 χ O = 3.44 (χ C = 2.55) R SH R S pKa = 12 S S S S Plus que O et N R SH + R' X R S R' Thiol Sulfure R'' I R S R' R'' Sulfonium + R' X S H 2 N H 2 N SH H 2 N H 2 N R' O Thiouré Urée

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2 Soufre2.1 Généralités

S : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 3d0

O : 1s2 2s2 2p4

2.1.1 Stabilisation des charges : polarisabilité du soufre

2.1.2 S Nucléophile

C-S : 1.82 Å (Me2S)

C-O : 1.48 Å (Me2O)R

S

R105°

R

O

R110°

χS = 2.58

χO = 3.44 (χC = 2.55)

R SH R S

pKa = 12

S S S S

Plus que O et NR SH + R' X R S

R'Thiol Sulfure

R'' I

R S

R'

R''

Sulfonium

+ R' XS

H2N

H2N

SH

H2N

H2N

R'O

Thiouré Urée

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2 Soufre2.1.2 S Nucléophile

+ R' X

O

S

RO

Sulfinate

O

S R'

O

R

Sulfone

2.1.3 S Electrophile

Nu : H (NaBH4), R (BuLi)R S

S R

Nu

R S

Cl

! +

O

R1

R2

R SH

O

R1

R2

R SH

SR

R1

R2

SR

Thioacétal

Dithiane

SR

R1

R2

SR

O

R1

R2

2.1.3 Bons GP à base de soufre

Ph S

Ph

R

NuO R

Nu

R S

O

O

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2 Soufre

R S

R'

[Ox]

1 eq.

[Ox]

excès

+ difficile Ox : NaIO4, mCPBA, H2O2, CrO3, KMnO4, KHSO5

R'

R'

R'

S

R'

R'

R'

H2C RR H + + H2S

R

S

R'

O

R

S

R'

R

S

R'

O

R-H + R'-H

R S R'

O

R-H + R'-H

O

2.1.5 La liaison C-S se réduit facilement

2.1.4 S s’oxyde facilement

2.1.6 Rupture homolytique de la liaison C-S

R

S

R'

AIBN

!R S

R'

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2 Soufre2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.1 Formation de carbanionsDéprotonationAddition nucléophile

2.2.2 Réactions d’alkylation

R BuLi R R Me-I R R

+!

"

Attaque nucléophile aussi possible cétone, aldéhyde…

PhS

R α γ

PhS

N

S

Alkyl (encombré)

PhS

O

1) BuLi TMEDA

2) hydrolyse

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2 Soufre2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.3 Umpolung

S

S

n

1,3 dithanes1,3 dithiolanes

(n = 1, 2)

BuLi R-X

Hydrolysedu thioacétal

S

S

n Li

S

S

n

Li

R1

R1

C

O

R, X

R1

C

O

Sm

Namy et Kagan

+ 3 Ph-SHBF3•Et2O

3 MeOH

BuLi

Othoformiate de méthyle(orthoester)

PhS

PhS

PhS

O

- 78 °C

Trisphénylthiométhane(orthothioester)

Trisphénylthiométhyllithium

Orthothioester

Ni Raney

HgO/HgCl2ou

MeI/H2O/acetone

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O

O

OBn

O

O

PhS

PhS

PhS

THF

- 78 °CO

O

OBn

OHO

SPhPhS

PhS

O

O

OBn

OOH

SPhPhS

SPh

O

O

OBn

OOH

COOMe

2 Soufre2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.3 Umpolung

2.2.4 Elimination de Ramberg Bäklund

R S R'

O O

R S R'

O O

Br

1) B

2)

N

O

O

Br

1) B

R

S

R'

O O

R

R'

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2 Soufre2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.5 Réarrangements [m,n] a) Réarrangement [2,3] de Sommelet

S

Carbanion en αd’un benzylsulfure

S

[2,3]

Anion plus

stable

S

S

Ph

1

2

3

1

2

b) Réarrangement [1,2] de Wittig

R

S R'

R'' Li R

S R'R

S

R' Anion plus

stable1

2

1

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2 Soufre2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.7 Ylures de soufre

a) Préparation

R3

S

R4

R1

R2

Ylures de sulfonium

R3

S

R4

R1

R2

R3 S

R4

R1

R2

O

S

S

O

Ph

S

Ph

R1

R2

S

R1

R2

S

R1

R2

O

S

R1

R2

S

R1

R2

O

Ph S

Ph

R1

R2

O

R3 S

R4

R1

R2

O

Ylures d'alkylsulfoxonium

NaHR3

S

R4

I

R1

R2

+

S

R4

R1

R2

+ R3-I

NaH

R3 S

R4

OI

R1

R2

+

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2 Soufre2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.7 Ylures de soufre b) Réactivité

R'

R

O

R3

S

R4

R1

R2

R3 S

R4

R1

R2

OR'

R

O+

R'

R

O

R1

R2

R3

S

R4

O

R'

R

O

R1

R2

R3

S

R4

Ph

S

Ph

+ CH3-I

Ph

S

Ph

S

O

+ Ph-SO2Cl S

O

S PhO

O

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S

O

O

100 %

65 °C

S

O

+

2 Soufre2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.7 Ylures de soufre c) Diastéréosélecttivité

O S

O

83 % O eq (+ 17 % O ax)

0 °C+ S

Okadd ax

kadd eq

O

S

O

S

kelim O eq

kelim O ax

O

O

S

S

H

H

H

O

H

H

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Okadd ax

kadd eq

O

S

OS

kelim O eq

kelim O ax

O

O

S

O

S

O

O

O

2 Soufre2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.7 Ylures de soufre c) Diastéréosélecttivité

d) Régiosélecttivité

S

O

S

65 °C 0 °C

OO

Ph

S

Ph

R1

R2

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2.2 Les carbanions en α du soufre2.2.7 Ylures de soufre

e) Réarrangements des ylures de sulfoniumRéarrangement [1,2] de Stevens

2 Soufre

Réarrangement [2,3] de Sommelet-Hauser sur les ylures d’allylsulfonium

SPh

tBuOK [2,3]

SPh

S

Ph

PhPh

CH3Li [1,2]

S

Ph

PhPh

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2.2 Les carbanions en α du soufre2.2.7 Ylures de soufre

e) Réarrangements des ylures de sulfoniumCompétiton [1,2]/[1,3]

2 Soufre

S2.3 Les sulfoxydes 2.3.1 Préparation 2.3.2 β-élimination

SH

R1 R4

R2 R3

OR

R2

R1

R3

R4

+ R S

OH

Stéréospécifique Acide sulfénique(acide fort)

R3

S

R4

H

R1R2

O

R

S [2,3]

puisréaromatisation

[1,2]

1

1

2

1

2

1

2

3

1

1

2 [1,2]

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2.3 Les sulfoxydes 2.3.3 Oxydation par le DMSO activé

2 Soufre

a) Réaction de Kornblum

S

O

S

O

R

OH

R

B

S

O

R

H

DMSO

activé

?S

O

R

H

+

R

X

NaHCO3

S

O

R

H

+

S

O

RX

!

NaHCO3

!

S

O

R

H

S

O

S

O

R

B

S

O

R + B-H

X

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2.3 Les sulfoxydes 2.3.3 Oxydation par le DMSO activé

b) Activation du DMSO

2 Soufre

ES

O

S

O

E

S

O

E

DMSO

activé

B

S

O

R2

R1

+

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2.3 Les sulfoxydes 2.3.3 Oxydation par le DMSO activé

c) Oxydation de Pfitzner-Moffat : DCC/trifluoroacétate de pyridinium

2 Soufre

N C N

N

HO

O

CF3

S

O

N C

NR

R

N

H

O

S

O

O

CF3

R1R2

O

H

N C

NR

R

H

OH

N

O

O

CF3

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S

O

OCl

OCl

OO

OCl

S

CH2Cl2

-78 °CCl R2

OH S

R1R2

O

R1

+ HCl

NEt3 (1 eq.)

S

R1R2

O + HNEt3 Cl

NEt3 (1 eq.)

2 eq. NEt3 en tout

Cl

R1R2

ClS

O

2.3 Les sulfoxydes 2.3.3 Oxydation par le DMSO activé

d) Oxydation de Swern : chlorure d’oxalyle/NEt3

2 Soufre

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2.3 Les sulfoxydes 2.3.3 Oxydation par le DMSO activé

e) Autres activations

2 Soufre

AlbrightGoldman

S

O

OH3C

H3C

OO

CH3

SCH2Cl2

O

O

TA

AcO

S

O

F3C

F3C

OO

CF3

SCH2Cl2

O

O

-65 °C

CF3CCO

CH2Cl2

TA

S

OS O

O

O

N

Complexe Pyr•SO3

S

O

SO

O

O

N

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2.3 Les sulfoxydes 2.3.4 Réaction de Pummerer

2 Soufre

Intermédiaire de Pummerer :méthylènesulfonium

a) Génération de lintermédiare de Pummerer en milieu basique

R1

S

R2

O R1

S

R2

O

O

O

OO

OO

H

+ AcOH S

R2

R1

AcO

H3O+

ouOH-

ou MeONa/MeOH

ou HgO/HgCl2

R1

O

R1

S

O

O

H R3

H

R1

S

Ph

O

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2.3 Les sulfoxydes 2.3.4 Réaction de Pummerer

2 Soufre

a) Génération de lintermédiare de Pummerer en milieu basique

S

OAc2O

S OAc

Intermédiaire de Pummerer :méthylènesulfonium

S

O

RAc2O

COOH

S R

2 h

100 °C

O

O

95 %

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2.3 Les sulfoxydes 2.3.4 Réaction de Pummerer

2 Soufre

b) Génération de lintermédiare de Pummerer en milieu acide

Intermédiaire de Pummerer :méthylènesulfonium

R1

S

R2

O H

H

R1

S

R2

O H

H

H

+ H2O- H

S

R2

R1

HO

R1

S

O H

H R3

H

Contrôlethemodynamique

O

O

S

O

O

CF3COOH

O

O

S

O

Friedel

Craft

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2.3 Les sulfoxydes 2.3.4 Réarrangement [2,3] d’Evans-Grieco

2 Soufre

S

O

R

O

SR

Sulfoxydeallylique

Sulfénateallylique

OH

S

O

1) BuLi2) PhSCl

Ph

S

O

Ph

BuLi

RI

RS

O

Ph

[2,3]

[2,3]RS

O

Ph

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2.4 Les sulfones 2.4.1 Préparation 2.4.2 β-élimination

2 Soufre

R1

S

R

O OR2H B

R3

R1

R2

R3

S

R

O

O

R1

S

R

O OR2

R3

H

B

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2.4 Les sulfones 2.4.3 Réaction d’oléfination de Julia

2 Soufre

SPh

O OB

R1

H(BuLi)

R2

O

HAc2O

Na/Hg

EtOH R2

R1R2 R1

+S

Ph

O O

R1

R2

SPh

O O

R1

R2

R2

R1R2 R1

R2

R1R2 R1

+

EtOH

J. Chem. Soc. Perk. Trans. 1 2002, 2563

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2.4 Les sulfones 2.4.4 Extrusion de SO2

2 Soufre

SO2 SO2

Cycloadd [4+1]

SO2

!SO2+ SO2

!SO2+

Stéréospécifique

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2.4 Les sulfones 2.4.4 Extrusion de SO2

2 Soufre

HOMO/HO

LUMO/BV

SO2

!SO2+ SO2

!SO2+

LUMO/BV

O

S

O

LUMO/BV

SO2

HOMO/HO

O

S

O

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2.5 Réactions radicalaires 2.5.1 Radical soufré

2 Soufre

R-S stable 2 R-S-S-RR-SR-SHh!

H + tBu-O + tBu-OH

2.5.2 Radical soufré

Ph-CH3 1Ph-CH2-CH3Ph-CH-(CH3)2Et-S-CH2-CH3

Ph-S-CH3Ph-O-CH3Ph-SO2-CH3

S

S

H

H