corrigés des finaux 2002-2009
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NOM : COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Jeudi, le 25 avril 2002 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 13h30 à 16h30 Examen FINAL Local : D7 – 2017 Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [17 points] a) Répondez en donnant les conditions (réactifs et solvants) ou la structure (pas de mécanisme) dans les carreaux en blanc. [12 points] NE RIEN INSCRIRE, VOIR QUESTION 1 B. OAc PhH, 80 o C OH OH OSiPh 2 (t-Bu) OSiPh 2 (t-Bu) OSiPh 2 (t-Bu) O O OSiPh 2 (t-Bu) Pb(OAc) 4 ou NaIO 4 Li MgX ou THF HO OSiPh 2 (t-Bu) CrO 3 , pyridine ou autre PDF processed with CutePDF evaluation edition www.CutePDF.com
Transcript of corrigés des finaux 2002-2009
NOM : COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Jeudi, le 25 avril 2002 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 13h30 à 16h30 Examen FINAL Local : D7 – 2017
Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [17 points] a) Répondez en donnant les conditions (réactifs et solvants) ou la structure (pas de mécanisme) dans les
carreaux en blanc. [12 points]
NE RIEN INSCRIRE,
VOIR QUESTION 1 B.
OAc
PhH, 80oC
OH
OH
OSiPh2(t-Bu)OSiPh2(t-Bu)
OSiPh2(t-Bu)
O
O
OSiPh2(t-Bu)
Pb(OAc)4ou
NaIO4
Li MgXou
THFHO
OSiPh2(t-Bu)
CrO3, pyridine
ou autre
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COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.2 de 12
b) Donnez le produit majoritaire attendu au dernier carreau blanc de la page précédente. Justifiez la stéréochimie et la régiochimie. [5 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.3 de 12
Question 2 [17 points] a) Répondez en donnant les conditions (réactifs et solvants) ou la structure (pas de mécanisme) dans les carreaux en blanc. [12 points]
t-BuPh2SiCl,imidazole,
DMFNH
Li, NH3, EtOH
CH2=O, «H+»,
(cat.)
O
OH
OH
O
OH
O
OSit-BuPh2
NE RIEN INSCRIRE,
VOIR QUESTION 2 B.
N.B.: assumer que cet alcène est le moinsréactif de tous dû à l'encombrement
NH2-NH2, KOH,HOCH2CH2OH,
∆
O3, MeOH;NaBH4
MnO2ou
DDQ
O
OSit-BuPh2
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.4 de 12
b) Donnez le produit majoritaire attendu au dernier carreau blanc de la page précédente. Justifiez la stéréochimie (dessin 3D). [5 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.5 de 12
Question 3. [12 points] Donnez le produit de chacune des transformations suivantes :
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.6 de 12
Question 4. [12 points] Donnez les conditions de réaction pour chacune des transformations suivantes : a) b) c)
O OH
O
O OH
O
H2, Pd/CEtOAc ou MeOH
O OH
O
O OH
HO
NaBH4, MeOH
O OH
O
OH
O
BH3, THF
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.7 de 12
Question 5 [22 points] Soit la réaction suivante : a) Expliquez, par un mécanisme, la formation de A et de B. [12 points]
O O+ t-BuOK, t-BuOH, 25oC
Produit AC15H26O2majoritaire
Produit BC15H24O
minoritaire+
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.8 de 12
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.9 de 12
b) Identifiez l’étape de votre mécanisme qui explique le fait que A soit majoritaire et que B soit minoritaire. Réécrivez ici cette étape seulement puis justifiez. [5 points]
[Réécrire ici la première attaque (Michael) sur la méthylvinylcétone (voir p.7).]
L’approche par la face β est la préférée car elle conduit à un état de transition chaise qui est plus bas énergie (comparativement à l’approche α conduisant à un état de transition bateau croisé plus haut en énergie). C’est cette approche préférée β qui conduit au produit majoritaire non déshydraté A.
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.10 de 12
c) Il y a une différence en formule brute entre le produit majoritaire A et le produit minoritaire B correspondant à H2O. Comment expliquez-vous cette différence? [5 points]
Seul un des deux énolates, soit l’énolate 4 (voir p.8) peut déshydrater car le système π de l’énolate est coplanaire au lien C-OH à cliver. Ce n’est pas le cas pour l’énolate 3 (voir p.8), expliquant pourquoi ce dernier ne peut pas déshydrater (à température ambiante).
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2002 p.11 de 12
Question 6 [20 points] Proposez une séquence de réactions pour passer du produit de départ 1 au produit final 2 (environ 4 à 5 transformations sont nécessaires). Justifiez la stéréochimie et la régiochimie à chaque étape, lorsque applicable.
HMeO
O
O
OH
O
OMe
1 2
NOM : COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Vendredi, le 25 avril 2003 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00 Examen FINAL Local : D7 – 2013
Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [10 points] Soit la réaction suivante :
Cl
O
Li, NH3
I
A
b)H H a) Proposez une structure pour le produit A et expliquez par un mécanisme. [4 points]
Cl
O
2 LiH
Cl
OH
OH
non réductible
traitementH2O
OH
A =
OCl
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.2 de 13
b) Proposez une ou des transformations pour passer du produit A à l’iodure final. [6 points]
O
Li, NH3
EtOH
H
OHPOCl3
Cl
I
NaI, acétone,reflux
H
I
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.3 de 13
Question 2 [14 points] Dans la transformation suivante, le produit final B est l’énantiomère du produit de départ A. Comment effectueriez-vous cette transformation?
A
A
O
Me
Me
O
Me
Me
OH
Me
O
Me
O B
B
Me
OMs
Me
OH OMs
Me
O OM
O
Me
NH2NH2, KOHHOCH2CH2OH
∆
i- 9-BBN, THFii- H2O2, NaOH
CrO3, H2SO4acétone
i- LDA (0.9 équiv.), THFii- PhSeCl
iii- H2O2, H2O
ou
1) DIBAL-H, CH2Cl2
2) MsCl, Pyr, CH2Cl2
i- 9-BBN, THFii- H2O2, NaOH
CrO3, H2SO4acétone
LDA, THF
s
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.4 de 13
Question 3 [12 points] Pour chacune des transformations suivantes, proposez une solution en une ou plusieurs étapes, au besoin.
O
O
OMe
O
1) i- LDA, AcOMe ii- substrat2) CrO3, pyr.
solution:
a)
OCO2Me
O
solution: NaH, Me2CO3, DME
b)
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.5 de 13
O
O
OMe
O
TMSCN,KCN (cat.),CHCl3
OTMS
ou HSCH2CH2CH2CH2SH,
BF3.Et2O
CN S
S
i- n-BuLi, THFii- ClCO2Me
i- n-BuLi, THFii- ClCO2Me
OTMS
CN S
SCO2Me CO2Me
TBAF,THF
O
OMe
O
i- MeI, THF
ii- H3O+
c)
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.6 de 13
Question 4 [17 points] Voici une séquence de transformations où deux alcools sont protégés et déprotégés. Vous avez le choix d’utiliser les groupements protecteurs suivants seulement :
R1 et/ou R2 = Ac (CH3CO-), TBDMS (t-BuMe2Si-), Bn (PhCH2-) ou MOM (CH3OCH2-).
c) + R1 HOOH
d) + R2 e) - R1
CrO3, H2SO4,acétone
(Jones)
NBS, CH2Cl2
H2, Pd/C
EtOAc
Et3N, THFH3O+
DIBAL-HCH2Cl2
APTS, CH2Cl2HC(OEt)3
O
EtO2COH
O
EtO2COR1
OR1
O
O
HOOR1
O
O
R2O
OH
O
O
R2OOH
O
O
R2OO
OR2O
Br
O
O
OR2O
O
O
OR1
O
O
OO
OH
O
O
OR2O
Br
O
OR2O
O
O
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.7 de 13
a) Proposez, parmi les options de groupements protecteurs (Ac, TBDMS, Bn ou MOM), un groupement R1 qui soit compatible avec la séquence. [4 points] N.B. : Deux séries de réponses sont possibles (séries I et II). Série I : Bn Série II : TBDMS b) Proposez, parmi les options de groupements protecteurs (Ac, TBDMS, Bn ou MOM), un groupement R2 qui soit compatible avec la séquence. [4 points] Série I : TBDMS Série II : Ac c) Proposez des conditions pour protéger l’alcool avec R1. [3 points] Série I : BnBr, NaH, THF Série II : TBDMSCl, Et3N, CH2Cl2
d) Proposez des conditions pour protéger l’alcool avec R2. [3 points] Série I : TBDMSCl, Et3N, CH2Cl2 Série II : Ac2O, pyridine e) Proposez des conditions pour déprotéger l’alcool protégé avec R1. [3 points] Série I : Li, NH3 Série II : TBAF, THF
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.8 de 13
Question 5 [9 points] Donnez les conditions de réaction pour chacune des transformations suivantes : a)
O
O Om-CPBA (1 équiv.)
CH2Cl2
b)
O O
O
H2O2, NaOH
c)
O O
OO m-CPBA (2 équiv.)
CH2Cl2, ∆,plusieurs heures
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.9 de 13
Question 6 [8 points] Donnez le produit de chaque réaction suivante. a) O Li
Li
OH
OEt
O
O
OEt
1) ,THF
2) CH3C(OEt)3, APTS, ∆
1) ,THF
2) HC(OEt)3,APTS, ∆
b)
ONH2 (0,5 équiv.)
HCO2H (solvant)
N NH
N
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.10 de 13
Question 7 [30 points] Soit la séquence suivante :
Me3SiOCH=CH2
toluène, reflux
1) DIBAL-H (2 éq.), CH2Cl22) m-CPBA, CH2Cl2
CrO3, H2SO4 aq.,
acétone
C
D
B
a)
CO2Et
OO
1 2
1) ∆, toluène
2) t-BuOK, t-BuOHTétracyclique
E
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.11 de 13
a) Proposez des transformations pour passer du produit de départ 1 à l’ester 2 (environ 4 étapes). [11 points]
a)
CO2Et
OO
1 2
HCl (1N), THF, H2O
Pb(OAc)4ou
NaIO4
O
O
OH
OH
t-BuOKt-BuOH
(EtO)2P(O)CH2CO2EtKHMDS, THF
O
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.12 de 13
b) Donnez la structure du produit B, expliquez la régiochimie et la stéréochimie. [6 points]
Me3SiOCH=CH2
toluène, reflux
CO2Et
2
H
OTMS
CO2Et
B
H CO2EtH
H
OTMSH
B =
H CO2EtH
H
OTMSH
)(L'approche par le dessousest défavorisée à cause del'encombrement stérique de l'isopropyle
Lien serré (donne le diradical le plusstabilisé, soit un radical délocalisédans l'ester et l'autre avec le OTMS)
L'approche «exo» devrait dominer, commeaucune interaction orbitalaire stabilisanten'est possible avec le OTMS
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2003 p.13 de 13
c) Donnez la structure du produit C et expliquez la stéréochimie. [5 points]
1) DIBAL-H, CH2Cl22) m-CPBA, CH2Cl2
H
OTMS
OH
2) m-CPBA,
CH2Cl2
H
OTMS
CO2EtH
OTMS
OH
OB = C =
1) DIBAL-H, CH2Cl2
H OTMS
OH
HH
OH
OO
Cl
H
stéréochimie contrôlée par ponts-H et parl'encombrement stérique de l'isopropyle
d) Donnez la structure du produit D. Notez que ce produit est tétracyclique. [4 points]
H
O
OH
O
O
e) Donnez la structure du produit E. [4 points]
H
O
OH
D1) ∆, toluène
(décarboxylation)
2) t-BuOK, t-BuOH
(énolisation - ouverture d'époxyde)
E
NOM : COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Lundi, le 19 avril 2004 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00 Examen FINAL Local : D7 – 2022
Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [12 points] Donnez les conditions de réaction ou les produits pour chacune des transformations suivantes : a) Nommez cette réaction (1 pt) : Schmidt b) Nommez cette réaction (1 pt) : Vilsmeyer
CO2Hi- NaN3, H2SO4
ii- H2ONH2
CO2H
SOCl2, toluèneDMF (catalytique) O
Cl c)
CO2HO
MeLi (2 éq.), THF oui- LiH (1 éq.), THFii- Meli (1 éq.)
d)
OCO2H
O
O OH
OBH3, THF
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.2 de 11
Question 2 [18 points] Il était une fois un chercheur qui voulait obtenir un mélange racémique à partir d’un produit de départ optiquement pur (l’inverse est habituellement plus sensé, mais ce n’est qu’une histoire…). Proposez une série de transformations pour obtenir un mélange complètement racémique à partir du produit de départ énantiopur suivant : O
Ph
Ph
HO
Ph
HO
OH
OH
O
Ph
OH
O
Ph
O
H3O
OH
O
Ph
O
O
Ph
O
O
O
Ph
OHHO
OH
O
Ph
O
O
O
Ph
O
O
Ph
O
O
HO
énantiopur racémique
(plusieurs transformations)
MeLi, THF
i- O3;ii- NaBH4
Pb(OAc)4ou
NaIO4
CrO3, H2SO4ou autre oxydant
méso
t-BuOK, t-BuOH
racémique
ou
i- O3;ii- CrO3, H2SO4
APTS, CH2Cl2
MeLi (2 éq.),
THF
KOHTHFH2O
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.3 de 11
Question 3 [13 points] Pour la réaction de Diels-Alder intramoléculaire suivante, deux produits sont possibles.
O
OBn
O
H Diels-Alderintramoléculaire
Deux produits possiblesdiénophile
diène
a) Pour chacun des deux produits possibles, dessinez l’état de transition correspondant (3D, avec liens en pointillés) et la structure 2D du produit. [10 points]
Produit A (état de transition en 3D et produit correspondant en 2D)
O
H
O
OBn
H
O
H
O
OBn
H
HOBn
OO
H
approche exo A
t
Produit B (état de transition en 3D et produit correspondant en 2D)ŧ
O
H
O
H
OBn
O
H
O
OBn
H
B
HOBn
OO
H
approche endo
t
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.4 de 11
b) Prédisez lequel des deux produits (A ou B) sera majoritaire. Expliquez clairement pourquoi. [3 points] B sera majoritaire. C’est le produit endo, qui est favorisé à cause d’une interaction orbitalaire secondaire entre le diène et le système π du carbonyle :
O
H
O
H
OBnapproche endoO
H
O
H
OBninteractionorbitalairesecondaire
interactionorbitalairesecondaire
Question 4 [6 points] Répondez en donnant la structure (pas de mécanisme) dans les carreaux en blanc :
MeO
NH
H Cl
CH2Cl2
MeO
O
O O
MeOO
1) OsO4 (excès), H2O
2) NaIO4
(catalytique)
O
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.5 de 11
Question 5 [5 points] Proposez un mécanisme pour l’équilibre suivant en milieu basique.
OHO
O
O
K
t-BuOK
O
O HH
K
OHO
K O
O
t-BuOK, t-BuOH
t-BuOK, t-BuOH
t-BuOK
OHO
vue du haut
rotation autour dela jonction de cycles
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.6 de 11
Question 6 [20 points] Proposez une synthèse du produit final suivant. Vous disposez d’une bouteille de chacun des produits de départ indiqués, en plus des réactifs de votre choix. Justifiez les stéréochimies. N.B. : le produit final est racémique. Conseil : une petite analyse rétrosynthétique sur un verso de page sera très utile, mais non évaluée.
O
OMe
O
OMe
O
OMe
O
O OMe
OMe
O
O OMe
CO2MeCO2Me
CO2Me
MeO2C
O
O
CO2Me
MeO2C
O
CO2MeCO2MeMeO2C
O
Produit finalProduits de départ
2 +
MeONa, MeOHou
NaH, THF
2 additionsde Michaël
Dieckman
le cycle à 6 estle plus probable
suite prochaine page
Première étape
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.7 de 11
CO2MeCO2MeMeO2C
O
O
MeOH
MeONa
MeO2C
O
CO2Me
CO2Me
O
MeO2C CO2Me
CO2Me
O
O
CO2MeO CO2Me
MeO2C
O
MeO2C
O
O CO2Me
CO2Me
O CO2Me
MeO2C
O
O
CO2MeCO2Me
OO
CO2Me
MeO2C CO2Me
CO2MeO
O
MeONa, MeOH
annélation de Robinson
)(
-MeO
Deuxième étape
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.8 de 11
Question 7 [26 points] Soit la séquence suivante :
B C
D E
FG
A
O
BH
C14H28O
Ot-Bu
OH
H2O2 (1 éq.)NaOH (1 éq.)
THF-H2O
Li, NH3
EtOH-THF
MsCl (1 éq.)Et3N (1 éq.)
CH2Cl2
NaH, THF
i - , THF
ii - H2O2, NaOHC14H26O2
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.9 de 11
a) Donnez la structure du produit A et expliquez la sélectivité au besoin. [4 points]
(((
OHOO
O
HOO
OO H
)(
E.T. demie-chaiseapproche moins encombrée
E.T. bateauapproche plus encombrée
A
b) Proposez un mécanisme pour la réduction de Birch du composé A en B. Donnez la structure du produit B.
[8 points]
B
OO H
OLi
OLi
Li
EtOH
OO H
OLiO
Li
2 Li
LiO OLi
O
OLiLi
OLi
OLi
HH3O
OLi
OLi
OH
OHEtOH
Li
Li
répulsion électrostatique
+ encombrement
)(
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.10 de 11
c) Donnez la structure du produit C. [2 points]
OH
OMs Mésylation de l'alcool secondaire seulement d et e) Proposez un mécanisme pour la formation du composé D. Donnez les structure des produits D et E
en équilibre. [6 points]
O
OMs
H
Na H
O
D
O
O SO
O
O
Na- MsONa
fragmentationde Grob
t-Bu équatorial
E
- H2
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2004 p.11 de 11
f) Donnez les condition de réaction F. [3 points]
H2N-NH2KOH
HOCH2CH2OHWolff-Kishner
g) Donnez la structure du produit G. [3 points] OH
NOM : Matricule :
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Mardi, le 26 avril 2005 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 13h30 à 16h30 Examen FINAL Local : D7 – 2023
Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [22 points] a) Pourquoi la réaction suivante arrête-t-elle à la protection d’une seule des deux cétones? [6 points]
H
H
O O
O
O
O
OEt
OEt
OEt
OEtOEt
EtO
EtOOEt
OEt
EtO
O
O
O
EtOOEt
H
HO
OEtOEtEtOH, HC(OEt)3
H2SO4 (cat.)
)(
interaction 1,3-diaxialetrès défavorable
EtOH, HC(OEt)3H2SO4 (cat.)
)(
interaction 1,3-diaxialetrès défavorable
EtOH, HC(OEt)3H2SO4 (cat.)
)(
interaction 1,3-diaxialetrès défavorable
La réactio
n arrête à
la
monoprotection car la
deuxième p
rotection génère
des interactio
ns stériq
ues
très défa
vorables
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.2 de 11
b) La cétone monoprotégée a été réduite en alcool. Proposez un réducteur. Justifiez brièvement votre réponse. [6 points]
H
HO
OEtOEt
H
HHO
OEtOEt
O
OEt
OEt
O
EtOOEt
)( interaction 1,3-diaxialetrès défavorable
H- mauvaise face d'attaqueH-
mauvaise face d'attaquemême avec un petit hydrure,
l'approche axiale est empêchée à cause du développement d'une
interaction 1,3-diaxiale à l'approche
)(
Donc, il ne reste que la réduction chimique (sur le conformère le plus abondant en solution),qui donnerait l'alcool équatorial désiré
O
OEt
OEtLi, NH3, THF
OEt
OEt
HO
Li, NH3, THF
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.3 de 11
c) Proposez une série de transformations pour passer de l’alcool suivant au twistane en utilisant les réactions vues dans le cours. [10 points]
H
Htwistane
H
H
OMsCl, pyridine
CH2Cl2
MsO
O-
MsO
O
H
HHO
OEtOEt
OEt
OEt
MsO
OEt
OEt
HO
NaH, THF
EtOH cat.
KOH, NH2NH2HOCH2CH2OH, ∆
HCl 2NTHF
L'énolisation de
l'autre côté de la cétone
donnerait une
cyclobutatone, trop
tendue. EtOH en quantité
catalytique
permet l'énolisa
tion
réversible e
n énol désiré.
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.4 de 11
Question 2 [23 points] a) Vous voulez effectuer une monoalkylation de l’acide de Meldrum avec le 1-iodobutane. Même en utilisant 1.0 équivalent de NaH, en laissant le temps de complètement transformer le diester en énolate, puis en ajoutant 1.0 équivalent 1-iodobutane, vous obtenez tout de même un mélange de produit de départ, de composé monoalkylé désiré et de produit dialkylé. Comment expliquez-vous ce résultat? [5 points]
i- NaH (1.0 éq.), THF25°C, 1h
(dégagement de H2)
ii- 1-iodobutane (1.0 éq)
O O
O O
acide de Meldrum
O O
O O-
O O
O O-
O O
O O
O O
O O
O O
O O
O O
O O
O O
O O
n-BuH
O O
O O-
n-Bu
O O
O On-Bun-Bu
O O
O O
I
I
+ +
i- NaH (1.0 éq.), THF25°C, 1h
ii- 1-iodobutane (1.0 éq)
après quelque temps, on a en solution:
+ +
comme l'alkylation est plus lente que l'échange de proton, il se produit:
+ +
+
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.5 de 11
b) Une solution au problème de monoaklylation de diester est la réaction suivante, utilisant un aldéhyde et un complexe borane-diméthylamine qui se décomplexe en solution. Proposez un mécanisme pour la transformation (N.B. le traitement aqueux acide clive le(s) lien(s) C-B en C-H). [8 points]
i- H3B·NHMe2 (1 éq.)butanal
i- H3B·NHMe2 (1 éq.)butanal
t.p.
-HNMe2regénéré
N+
HO-
O O
O O
O O
O O-
NMe2+
H
O O
O O
O O
O O
BH2
BH3
O O
O O
BH2NMe2
O O
O O
N+
HO-
O O
O O
NMe2
O O
O O
O O
O O-
Vue que cette addition est réverible et que la diméthylamine ne peut pas être éliminée (diester pas énolisable), la réaction arrête à la monoalkylation
ii- AcOH aq.
O O
O O
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.6 de 11
c) Une autre méthode de monoalkylation, mais d’aldéhyde cette fois, fait appel à une condensation de diallylamine sur un aldéhyde, suivie d’un chauffage puis d’un traitement à l’acide chlorhydrique 1N à température ambiante. Que se passe-t-il dans cette transformation? [8 points]
OO
HNi-
CH2Cl2
ii- ∆iii- HCl 1N
i-
CH2Cl2
HN
Nii- ∆
aza-Cope N
iii- HCl 1N
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.7 de 11
Question 3 [6 points] Basé sur les mécanismes d’oxydation vus durant le cours, proposez un mécanisme pour l’oxydation d’alcool en aldéhyde à l’aide du periodinane de Dess-Martin (N.B. l’iode peut se comporter comme un métal).
OIOAc
OAcAcO
O
CH2Cl2, 25°COH O
OIO
OAcO
O
HO
OIOAc
O
O+
- AcOH
- AcOH
OIOAc
OAcAcO
O
Periodinanede Dess-Martin
(1.1 éq.)
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.8 de 11
Question 4 [37 points] Une synthèse débute avec la séquence suivante :
O O
OH
O
a)
OH
a) Proposez des transformations pour fabriquer l’époxyde à partir du diol (pas de mécanisme). [10 points]
O
O
O
OH
OMs
O
OH
OH
O
OH
OH
O
O
O
i- NaH (1 éq.), THFii- MsCl NaH (1 éq.), THF
ou encore
NaIO4ou
Pb(OAc)4
Ph3P+CH2 I-
LiHMDS, THF
m-CPBACH2Cl2
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.9 de 11
b) Répondez en donnant la structure (pas de mécanisme) ou les réactifs + solvants dans les carreaux en blanc pour cette suite de la synthèse. [27 points]
i- Li, NH3THF
ii- TMSCl
i- O3, THF
ii- LiAlH4
TBDMSCl (excès)imidazole (excès)
CH2Cl2
CrO3H2SO4 aq.
O OH
OH
O
O
O
N.B. contient encore un époxyde
TMSO
O
O
HO
HO
O
TBDMSO
TBDMSO
OTBDMS
OTBDMS
WCl6, nBuLiTHF
continue sur la page suivante…
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.10 de 11
b) suite…
BH3THF
APTS, PhHreflux
Dean-Stark
CrO3 (excès)H2SO4 aq.
MeLi (20 éq.)THF
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O OH
OH
O O
O
O
O
O
HO
I2, NaHCO3CH2Cl2
I
OH
I
NaHTHF
OH
HO
HO
HO
OHO
O
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2005 p.11 de 11
Question 5 [12 points] Donnez le produit des réactions suivantes. a) [4 points] b) [4 points] c) [4 points]
Bon été et bon stage!
O
OPh H2, Pd/CEtOAc
HO
HO
hydrogénolyse des «éther» benzyliqueset hydrogénation de l'alcène
OH
I
NaH, THF O
HH
déplacement intramoléculaire l'iodure par l'alcoolate antipériplanaire
I
NaH, THFOH O
I
O-fragmentation de Grob
via
NOM : Matricule :
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Mardi, le 18 avril 2006 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00 Examen FINAL Local : D7 – 2013
Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [9 points] Quel sera le produit de la séquence de réaction suivante? Justifiez.
O
1) H2O2, NaOH, THF
2) H2N-NH2, KOH,HOCH2CH2OH, Δ OH
KOH
N ON
H
KOH
O
O
NN
H
H
O
OO
1) H2O2, NaOH, THF
2) H2N-NH2H2O ou
HOCH2CH2OH
H2O ouHOCH2CH2OH
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.2 de 10
O
1) Me-Li, THF
H3O+
OH OCr
O
HO OO
CrOO
H
-H+
OCr
O
HO O
H
- O=Cr(OH)2
Question 2 [7 points] Proposez un mécanisme pour la transformation suivante (mécanisme pour chaque étape).
O O1) MeLi, THF
2) CrO3, H2SO4acétone, H2O
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.3 de 10
Question 3 [25 points] Proposez une séquence de réactions pour passer du produit de départ 1 au produit final 2, tous deux racémiques (environ 5 étapes sont nécessaires). Justifiez brièvement la stéréochimie.
Me
Me
O
O OMe
Me1 (racémique) 2 (racémique)
CO2HI+
HO2C
I+
5) DBU, THF
I+
OOH
HO2CI+
Me
O
OH
Me
OTBDMS
OO
IH
Me
Me
Me
Me
OOO
Me
Me
1) i- LDA (0.9 éq), THF; ii- MeI
racémiquevia énol thermodynamique
2) LDA (1.1 éq), THFTBDMSCl
3) i- O3, CH2Cl2 ii- CrO3, H2SO4
ozonolyse de l'alcène le plus riche en électrons (ajouter un indicateur au besoin)
4) I2, NaHCO3CH2Cl2
- ouverture Markovnikov, sur le carbone le plus δ+, de façon antipériplanaire
- état de transition tôt, donc plus ou moins de différence entre ouverture passant par chaise versus bateau croisé
élimination syn
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.4 de 10
Question 4 [16 points] Voici une séquence de transformations.
toluène, 25 °C
MeO
NN
N
O
A b) Δ N
MeO
O
H H
H
azoture acyclique
azoture bicyclique C12H17N3O2
racémique a) Proposez une structure pour l’intermédiaire A, sachant qu’il comporte un groupement fonctionnel azoture et a une formule brute de C12H17N3O2. Justifiez votre réponse (stéréochimie et régiochimie de A). [8 points]
toluène, 25 °C
MeO
NN
N
O
N3
MeO
OH
N3
MeO
OH
H
MeO
N3
HHH
O
H
H
H
O
MeO
N3
MeO
O
N3
O
MeO
H
lien serré lien serré
approche endo, stabilisée par interaction orbitalaire secondaire
diradical le plus stable, délocalisé dans le carbonyle et le méthoxy
N3
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.5 de 10
b) Proposez un mécanisme pour la transformation b, consistant à passer de l’intermédiaire A au produit final indiqué. Indiquez clairement la stéréochimie de chaque carbone asymétrique dans le produit final. [8
points]
H
H
H
O
MeO
N+N
N-
H
H
H
MeO
N
O-
NN
N
MeO
O
H H
H
N
MeO
O
H
H
H
- N2
réarrangement de Schmidt intramoléculairealignement électronique requis analogue à celui d'une fragmentation de Grob
réf. J. Aubé et al. J. Org. Chem. 2005, 26, 10645.
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.6 de 10
Question 5 [30 points] a) Répondez en donnant la structure (pas de mécanisme) ou les réactifs + solvants dans les carreaux en
blanc. [6 points]
i- LDA (1.2 éq)THF, -78°C
ii- MeI, -78°C
i- O3, CH2Cl2
ii- NH4Cl
BnNH2 (excès)CH2Cl2
NaOH 1N, THF
2) PDC, CH2Cl2tamis moléculaire
O
HOO
O
HO
BnHN
O
O
Ot-BuO Ot-Bu
O
BnNH2+ -OBnN
O
O
NBocBn
LiAlH4 (excès)THF
reflux
1)
BnN
HO2Cou
continue sur la page suivante…
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.7 de 10
b) suite… Répondez en indiquant l’intermédiaire dans le carreau blanc. [3 points]
xylènetamis
moléculaire
150 °C
O
toluènereflux
O
NBocBn
NBn
Me
HO
C)
NBn
c) Proposez un mécanisme pour la transformation de l’intermédiaire ci-dessus en composé bicyclique. [5
points]
O
toluènereflux
NBn
Me
HO
NBn
C
NBn
Me
O-
formation de la jonction des cycles à 5 et 6 cis (thermodynamique)
NBn
Me
O-
transfert de protonprobablement utilisant
O
H
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.8 de 10
d) suite… Répondez en donnant la structure (pas de mécanisme) ou les réactifs + solvants dans les carreaux en blanc. [6 points]
i- LDA (1.2 éq)THF, -78°C
ii- TBDMSOTfNBn
Me
HO
NH
Me
HOH
O
m-CPBA (1 éq)CH2Cl2
H2 (haute pression)Pd/C, AcOEt
NBn
Me
HOTBDMS
NBn
Me
HOTBDMS
ONH
Me
HOTBDMS
O
TBAF, THFouHFou
HCl, H2O, THF
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.9 de 10
d) suite… Répondez en donnant la structure (pas de mécanisme) ou les réactifs + solvants dans les carreaux en blanc. [10 points]
Ph3P=CH2THF
CH2=OCH2Cl2
conformère 3D majoritaire conformère 3D minoritaire réactif
Δ
NH
Me
HOH
O
Δ
N
Me
MeH
i- NH2NHTs, THF
ii- NaBH4, Δ
Deux dessins 3D de conformères du même 1er intermédiaire de réaction (pas 2 composés différents)
Dessin 3D du 2e intermédiaire Produit isolé
NH
Me
HOH
N
OHMe
HN
Me
H OH
N
OMe
H
H
N
MeCHO
H
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2006 p.10 de 10
Question 6 [13 points] a) Parmi les options de groupements protecteurs suivants: Ac , TBDMS, Bn ou MOM, indiquez votre choix : [6 points] R1 = MOM ou TBDMS R2 = Bn R3 = Ac b) Indiquez les conditions de protection ou de déprotection dans les carreaux blancs. [7 points]
DIBAL-HCH2Cl2
CrO3, H2SO4,acétone, H2O
(Jones)
CH2N2Et2O
DIBAL-HCH2Cl2-78°C
Ph3P=CH2THF
i- BH3, THF
ii- H2O2, NaOH
i- Mg°, THFii- ClCO2Me
OR1 OH
OR2
Br
OH
OR1
OMe
O
OH
O OR3
OR2
HO
O
OR2
O
O
OR2
OH
OR1 OR3
OR2
Br
OR1
OH
OR2
O OR3
OR2
MeO
OR1
OMe
O
OR2
OR1
OMe
O
OH OR3
OR2
OH
OH
+ R1
+ R2
+ R3 - R1
- R3
- R2
TBDMSCl, Et3NCH2Cl2 ou
MOMCl, NaHTHF
BnBr, NaH, THF
Ac2O ou AcClpyr, CH2Cl2
TBAF, THFou
HCl, THF, H2O
MeONaMeOH
Li, NH3, THF
Bon été et bon stage!
NOM : Matricule :
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Mercredi, le 25 avril 2007 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00 Examen FINAL Local : D7 – 2017
Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [16 points] Proposez une séquence de transformations pour l’hydroxylation de l’énone suivante en position ou . a) [4 points]
Trois voies possibles :
2
2
3
2 2 4
3
m
-
3+
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2007 p.2 de 9
Question 1 …suite b) [12 points]
Trois voies possibles :
22
+
m 3+
2n
2,
2 3
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2007 p.3 de 9
Question 2 [15 points] La panépophénanthrine est un produit naturel dimérique (produit d’addition de deux molécules identiques, des monomères).
a) Dessinez le monomère A. [4 points]
b) Proposez un mécanisme pour la dimérisation de A en panépophénanthrine. Expliquez la stéréochimie et la régiochimie pour la création de chaque nouveau lien et centre chiral lors de la dimérisation. Utilisez la page suivante au besoin. [11 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2007 p.4 de 9
exo
endo)
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2007 p.5 de 9
Question 3 [12 points] Un étudiant achète le mauvais énantiomère (1) d’un produit de départ très dispendieux. Ne voulant pas subir la gronde de son patron pour cette erreur, il voudrait que vous lui proposiez une séquence de réactions pour transformer l’énantiomère 1 en énantiomère 2 désiré (N.B. : le produit final doit être énantiomériquement pur).
22 2,
2n
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2007 p.6 de 9
Question 4 [22 points] Proposez une séquence de réactions pour transformer la 3-t-butylbutyrolactone (1) en 2-t-butylbutyrolactone (2). Débutez votre séquence par une réduction (au Dibal-H, 1 éq.) de la lactone 1 en lactol correspondant. Ce dernier est en équilibre avec sa forme ouverte en solution, et la forme ouverte peut être piégée par une réaction subséquente, ce qui déplace complètement l’équilibre.
2
3 3
2 2
34
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2007 p.7 de 9
Question 5 [35 points] a) Répondez en donnant la structure (pas de mécanisme) ou les réactifs + solvants dans les carreaux en
blanc. [10 points]
2
3,
2
X
3, 2 4
22 2
continue sur la page suivante…
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2007 p.8 de 9
b) Donner la structure du produit B, obtenu après traitement du chlorure d’acyle à l’azoture de sodium, suivi d’un chauffage et traitement final avec une quantité catalytique d’eau. Donner le mécanisme de cette transformation à partir du chlorure d’acyle. [13 points]
3,
2
2
2
2
2
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2007 p.9 de 9
c) … suite de la synthèse. Répondez en donnant la structure dans les carreaux en blanc. [7 points]
2
m
11 17 3 2
2 2
2 2
d) Proposez un mécanisme pour la dernière réaction (chauffage dans le toluène), sachant que le produit final
contient toujours l’ester méthylique intact. [5 points]
2 22
Bon été et bon stage!
NOM : Matricule :
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Mercredi, le 23 avril 2008 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00 Examen FINAL (9 pages, 6 questions) Local : D7 – 2022
Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [10 points] Répondez en donnant la structure (pas de mécanisme) dans les carreaux. a)
b)
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2008 p.2 de 9
Question 2 [10 points] La réaction de chloration de l’acide carboxylique A est beaucoup plus rapide et facile que la chloration de l’acide carboxylique B. Expliquez en utilisant un argument mécanistique.
2
2
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2008 p.3 de 9
Question 3 [20 points] Proposez une séquence réactionnelle permettant de transformer l’acide suivant en produit final.
2, 3
33
m 0
2 3
2 2
Il faut trouver le moyen de cliver de façon oxydante l’alcène terminal en présence de l’alcène interne. Le seul moyen est de protéger sélectivement l’alcène interne, par iodolactonisation.
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2008 p.4 de 9
Question 4 [21 points] Un étudiant tente de réduire la chlorocétone 1 suivante en cétone 2 dans les conditions de Birch (Li, NH3, THF) mais le radical anion intermédiaire n’élimine pas l’ion chlorure.
ClO
H
HO
H
C14H22O2C14H21ClO2
C14H22O2
[radical anion]a)
Li, NH3 b)
Li, NH3
THF, -78°C - Clpuis traitement
au NH4Cl
X
1
3
2
OH OH
a) À partir du radical anion (ne pas écrire le mécanisme de formation du radical anion) obtenu par réduction
de Birch, expliquez pourquoi l’élimination du chlorure pour former 2 ne survient pas. [5 points]
b) Comme le radical anion n’élimine pas le chlorure, il y a alors réduction supplémentaire et protonation
avec l’ammoniac dans les conditions de réaction. En réchauffant, un produit secondaire de formule brute C14H22O2 est formé, mais ne contient pas de carbonyle. Proposez une structure pour ce produit secondaire. [4 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2008 p.5 de 9
Question 4 suite… c) Toujours dans le but d’obtenir la cétone 2 à partir de la chlorocétone 1, l’étudiant décide alors
d’investiguer une séquence de réactions qui réussit à fournir la cétone convoitée. Proposez une structure pour l’intermédiaire 4 isolé et un mécanisme pour sa formation. [5 points]
4
+ -2
d) Proposez aussi un mécanisme pour passer de 4 à 2 dans les conditions de Birch (en milieu aprotique, sans
ammoniac ni alcool). Vous disposez d’espace pour répondre sur la prochaine page aussi. [7 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2008 p.6 de 9
Question 5 [16 points] Vous traitez l’aldéhyde I suivant dans un solvant à haut point d’ébullition (dichlorobenzène). Une réaction
thermique survient pour mener à un intermédiaire II de formule brute C9H17NO2 qui contient un proton vinylique de multiplicité ddt (doublet de doublets de triplets). Cet intermédiaire conduit aussitôt à l’indolizidine III.
13 25 4 9 17 2 12 18 2
23
4 5
t
6 4 2
a) Proposez une structure pour l’intermédiaire II. [4 points]
b) Proposez un mécanisme pour la transformation de II en indolizidine III. Expliquez la stéréochimie
absolue au carbone 5 uniquement (pas celle au carbone 3). [12 points]
5
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2008 p.7 de 9
Question 6 [23 points] a) Répondez en donnant la structure dans les carreaux en blanc. [9 points]
2
2
2,4
2
2 2
2
b) Proposez un mécanisme pour expliquer la formation du produit final, la régiochimie et la stéréochimie
relative. Vous disposez d’espace pour répondre sur la prochaine page aussi. [14 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2008 p.8 de 9
2 2 2
2 2 22 2
2
2
2
2
endo
2
2
Bon été et bon stage!
NOM : Matricule :
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE Date : Mercredi, le 9 décembre 2009 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00 Examen FINAL (10 pages, 7 questions) Local : D7 – 2016
Seulement les modèles moléculaires sont permis Question 1 [6 points] Expliquez la formation de l’énone-acide carboxylique final :
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2009 p.2 de 8
Question 2 [7 points] Proposez un mécanisme pour la transformation suivante :
Question 3 [5 points] Proposez un mécanisme pour la transformation suivante :
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2009 p.3 de 8
Question 4 [23 points] Proposez une synthèse de l’éther de karahana racémique à partir de la 4-hydroxycyclohexanone. Vous avez deux pages pour répondre. Une petite analyse rétrosynthétique devrait pouvoir vous aider.
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2009 p.4 de 8
Question 5 [26 points] a) Répondez en donnant la structure ou les conditions dans les carreaux en blanc. [14 points]
spécif iez l'ordred'addition des réactif s
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2009 p.5 de 8
Question 5 …suite b) À partir du produit obtenu en a), vous voulez générer un produit de condensation entre la -dicétone et
l’aldéhyde. En conditions acides douces (AcOH, AcOEt), la cyclisation est très lente. Cependant, les mêmes conditions acides en présence de H2 et Pd/C donnent un produit cyclique très rapidement. Notez que le Cbz est clivé.
Pourquoi la cyclisation sans hydrogène est si lente et celle en présence de H2, Pd/C si rapide? Il vous faudra argumenter sur une base mécanistique. Vous avez de l’espace sur la page suivante aussi. [8 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2009 p.6 de 8
Question 5 …suite c) Le produit de droite (issu des conditions acides réductrices) n’est cependant pas le seul produit obtenu.
Écrivez la structure d’un produit secondaire formé en quantité assez importante pour cette réaction (AcOH, AcOEt, H2, Pd/C) et qui ne contienne pas de cyclohexanone. [4 points]
Question 6 [21 points] Un de vos collègues au talent douteux veut préparer la lactone 3 suivante à partir de l’acide 1.
a) Proposez-lui une série de transformations pour fabriquer l’acide 2 à partir de l’alcool 1. [9 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2009 p.7 de 8
Question 6 …suite b) Lorsque votre collègue tente la transformation souhaitée de l’acide 2 à la lactone 3, le produit obtenu
n’est pas la lactone 3, comme vous lui aviez d’ailleurs dit. Qu’a-t-il obtenu à la place? Justifiez brièvement. [5 points]
c) Comme votre collègue, ne vous ayant pas écouté, a déjà préparé une quantité importante de l’acide 2,
proposez-lui une autre série de transformations pour passer de l’acide 2 à la lactone 3 qu’il convoite (ne vous souciez pas de la diastéréosélectivité). [7 points]
COR 501 : SYNTHÈSE ORGANIQUE FINAL 2009 p.8 de 8
Question 7 [12 points] Proposez un mécanisme et donnez le produit de la transformation suivante :
Joyeuses Fêtes et bonne fin de Baccalauréat!
