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NOM : Matricule : COR 700 : CHIMIE ORGANIQUE AVANCÉE Date : Vendredi, le 27 mai 2005 Professeur Guillaume Bélanger Heure : 8h30 à 11h30 Examen FINAL de la partie Chimie Hétérocyclique Local : D1 2021 Examen à livre ouvert Les modèles moléculaires et les notes de cours sont permis Répondre dans le cahier d’examen Question 1 [8 points] Quand l’époxyde 1 est traité dans les conditions d’aza-Payne usuelles, l’aziridine 2 est le produit très largement majoritaire. Cependant, quand le même époxyde est traité en présence de bromure de magnésium comme acide de Lewis, un mélange de produits de même masse moléculaire est obtenu, parmi lequel se retrouve le composé 2. i- n-BuLi ii- AlMe 3 (>1 éq.) BnHN O 1 2 2 + 3 + 4 (16:17:67) 1 MgBr 2 dioxane, reflux a) Quelle est la structure du composé 2. b) Proposez des structures pour les composés 3 et 4, ainsi qu’un bref mécanisme (couper les détails futiles) pour leur formation respective. Question 2 [10 points] L’azoture de phényle (PhN3) et le phénylacétonitrile (PhCH2CN) sont placés en présence d’éthanoate de sodium dans l’éthanol à température ambiante. Le 5-amino-1,4-diphényl-1,2,3-triazole (5) est isolé à 80% de rendement. En chauffant ce dernier dans la pyridine à reflux, le produit 5 subit le réarrangement de Dimroth pour se transformer en 5-anilino-4-phényl-1,2,3-triazole (6). a) Dessinez les structures des composés 5 et 6. b) Donnez le mécanisme de formation de 5. c) Donnez le mécanisme du réarrangement de Dimroth pour la formation de 6.

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NOM : Matricule :

COR 700 : CHIMIE ORGANIQUE AVANCÉE Date : Vendredi, le 27 mai 2005

Professeur Guillaume Bélanger Heure : 8h30 à 11h30

Examen FINAL de la partie Chimie Hétérocyclique Local : D1 – 2021

Examen à livre ouvert

Les modèles moléculaires et les notes de cours sont permis

Répondre dans le cahier d’examen

Question 1 [8 points]

Quand l’époxyde 1 est traité dans les conditions d’aza-Payne usuelles, l’aziridine 2 est le produit très

largement majoritaire. Cependant, quand le même époxyde est traité en présence de bromure de magnésium

comme acide de Lewis, un mélange de produits de même masse moléculaire est obtenu, parmi lequel se

retrouve le composé 2.

i- n-BuLi

ii- AlMe3 (>1 éq.)BnHN

O

12

2 + 3 + 4 (16:17:67)1

MgBr2

dioxane, reflux

a) Quelle est la structure du composé 2.

b) Proposez des structures pour les composés 3 et 4, ainsi qu’un bref mécanisme (couper les détails

futiles) pour leur formation respective.

Question 2 [10 points]

L’azoture de phényle (PhN3) et le phénylacétonitrile (PhCH2CN) sont placés en présence d’éthanoate de

sodium dans l’éthanol à température ambiante. Le 5-amino-1,4-diphényl-1,2,3-triazole (5) est isolé à 80% de

rendement. En chauffant ce dernier dans la pyridine à reflux, le produit 5 subit le réarrangement de Dimroth

pour se transformer en 5-anilino-4-phényl-1,2,3-triazole (6).

a) Dessinez les structures des composés 5 et 6.

b) Donnez le mécanisme de formation de 5.

c) Donnez le mécanisme du réarrangement de Dimroth pour la formation de 6.

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EXAMEN 2005 COR700: CHIMIE ORGANIQUE AVANCÉE–CHIMIE HÉTÉROCYCLIQUE p.2 de 4

Question 3 [9 points]

Le furfural réagit avec le diéthylazodicarboxylate (DEAD) pour donner un produit inattendu 7.

O CHO

EtO2CN=NCO2Et100°C

(40%)

N

N

O

EtO2C

EtO2C

O

7

a) Proposez un mécanisme pour la formation de 7 (N.B.: au moins trois étapes sont nécessaires).

b) Nommez, en termes généraux, les réactions impliquées dans votre mécanisme.

Question 4 [8 points]

En utilisant des arguments basés sur la stabilité des intermédiaires et/ou des états de transition, expliquez

pourquoi c’est l’alcène du composé ci-dessous qui cyclise en condition acide, alors que c’est plutôt l’alcyne

qui cyclise en présence d’iodure de sodium. CH2O, H2O

H+ (CSA), 100°C

(73%)

CH2O, H2ONaI

(76%)

HN

HN

N

HO

N

I

Question 5 [16 points]

Pour la séquence suivante débutant avec la L-proline optiquement pure :

PhCOCl

NaOHH2O

MeI, K2CO3

(88%)

i- (CF3CO)2OEt3N ii- NaOH

(57%)

NH

CO2H

NBn

OH

n-PrMgBr (1 éq.)

BF3·OEt28 9

Oxydation -2éMeOH

(95%)

10

(mélange de

stéréoisomères)

11

LiAlH4 (excès)THF

(90%)12 13

a) Proposez des structures pour les intermédiaires 8, 9, 10, 11 et 12.

b) Expliquez la régiochimie de l’oxydation de 9 à 10.

c) Proposez un mécanisme pour passer de 12 à 13. Identifiez clairement la structure du composé 13.

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EXAMEN 2005 COR700: CHIMIE ORGANIQUE AVANCÉE–CHIMIE HÉTÉROCYCLIQUE p.3 de 4

Question 6 [12 points]

L’acétone réagit avec le semicarbazide pour donner la semicarbazone 14 correspondante. Le composé 14 est

ensuite soumis à la séquence réactionnelle suivante.

i- DMF (3 éq.), POCl3 (2.2 éq.)ii- 14

iii- H2O

(93%)

AcONaAc2O

(85%)

CO2EtEtO2C

t-BuOK, t-BuOH

(85%)

N

HN NH2

ON

NH

CHO

NNH

CO2Et

CO2HN

NH

OAc

CO2Et

14 15

16 17

a) Proposez un mécanisme pour passer de 14 à 15 (N.B.: il y a au moins 2 équivalents de réactifs de

Vilsmeier préformé avant l’addition de 14 au milieu réactionnel).

b) Proposez un mécanisme pour passer de 16 à 17.

Question 7 [16 points]

Le dihydropyrane 18 est placé en présence de l’oxime 19 et de triéthylamine pour donner l’intermédiaire 20.

Ce dernier est par la suite soumis à l’acide chlorhydrique aqueux pour donner l’aldéhyde 21. En traitant le

composé 21 avec la tryptamine en présence de TFA, un produit tétracyclique 22 est obtenu, comportant une

amine secondaire. Ce dernier est placé en présence d’hydroxyde de potassium puis chauffé pour générer,

après décarboxylation et déshydratation, le composé tétracyclique 23.

Et3N

(61%)

HCl aq.

NHNH2

KOH, DMF, (-CO2, -H2O)

(61%)

CF3CO2H, CH2Cl2

(65%)

NH

N

NC 23

O OEtN

HO

CO2EtCl

18 19

20

(mélange de

diastétéoisomères)

+21

(aldéhyde)

22

(composé tétracyclique,

contient une amine second.

autre que l'indole)

a) Proposez une structure pour l’intermédiaire 20. Quel est le nom général de cette réaction?

b) Proposez une structure pour l’intermédiaire 21 (N.B.: 21 contient une fonction aldéhyde).

c) Proposez une structure pour l’intermédiaire 22 (N.B.: 22 est tétracyclique et contient une amine

secondaire autre que le NH de l’indole).

d) Proposez un mécanisme pour passer de 22 à 23.

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EXAMEN 2005 COR700: CHIMIE ORGANIQUE AVANCÉE–CHIMIE HÉTÉROCYCLIQUE p.4 de 4

Question 8 [10 points]

La synthèse totale de la ningaline B a été accomplie en partant du composé 24. Une portion de la synthèse est

donnée ci-après.

MeO

NHMOMO

OMeOMe

OMe26

MeO

OMe

OMeMeO

OMOM

NN

NNMeO2C

CO2Me

ON

O

OH

HO

OH

OH

OH

OH

24

(92%)25

Zn°, AcOH

(62%)

ningaline B

MeO2C

CO2Me

a) Proposez une structure pour l’intermédiaire 25.

b) Proposez un mécanisme pour la réduction de 25 à 26 (N.B.: le zinc métallique est un réducteur à

deux électrons, et deux équivalents de zinc sont nécessaires pour la transformation).

Question 9 [11 points]

La synthèse de la vincadifformine a été effectuée en seulement deux étapes en partant du sel d’hydrochlorure

de la tryptamine et du pyruvate de méthyle selon la séquence suivante.

NH

N

CO2Me

CH3COCO2CH3

MeOHreflux

(72%)

O

Cl

APTS (cat.)PhMe, reflux

(84%)

vincadifformine

NH

NH2·HCl 27

(ester

tricyclique)

a) Proposez une structure pour l’intermédiaire 27 (N.B.: 27 est un composé tricyclique avec une

fonction ester).

b) Proposez un mécanisme pour passer de 27 à la vincadifformine.

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NOM : Matricule :

COR 706 : CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE Date : Mardi, 11 décembre 2007

Professeur Guillaume Bélanger Heure : 13h30 à 16h30

Examen FINAL (3 pages, 7 questions) Local : D1 – 2021

Examen à livre ouvert

Les modèles moléculaires et les notes de cours sont permis

Répondre dans le cahier d’examen

Question 1 [10 points]

Proposez un mécanisme pour le réarrangement du pyridinium 1 de départ en pyridine finale 2 par traitement

à l’hydrochlorure de méthylamine.

N

CN

I

N NHMe

NMe

1 2

MeNH2 (excès)

Question 2 [16 points]

En partant du nitroalcène 3 suivant, une cycloaddition mène au produit pentacyclique 4 par simple traitement

avec un acide de Lewis (catalyseur). Le composé 4 est par la suite réduit pour mener à un autre composé

pentacyclique 5, contenant un lactame.

O O

O2NOMe

CO2Me

acidede Lewis

4 5H2, Pd/C

(contient unlactame)

3

a) Pour la formation de 4 à partir du nitroalcène 3 de départ, proposez un mécanisme qui explique la

stéréochimie des nouveaux centres chiraux générés. Portez attention à la géométrie des alcènes dans

vos dessins. Identifiez clairement la structure 4 obtenue. [13 points]

b) Proposez une structure pour le composé 5, en indiquant clairement la stéréochimie aux centres

chiraux (un dessin en deux dimensions est acceptable). [3 points]

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EXAMEN 2007 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.2 de 3

Question 3 [15 points]

Le traitement thermique suivant donne deux produits.

O

NBr

NNH

O

O7 : 8 = 1.3 : 1

+∆

6 7 8

a) Proposez un mécanisme pour la formation de chacun des produits 7 et 8 (ne pas expliquer le ratio

obtenu). [10 points]

b) Si on changeait le brome pour un chlore dans le produit de départ 6, qu’adviendrait-il des proportions

relatives des deux produits? Expliquez. [5 points]

Question 4 [16 points]

La synthèse de la 3-déméthoxyérythratidinone (15), un alcaloïde de la famille des érythrinanes, est synthétisé

en 8 étapes à partir de l’amine 9 et de la cétone 10 d’après la séquence suivante :

MeO

MeONH2

O

O

OPhH

Ac2O

N

O

MeO

MeO

9

+

10

11

12

1) (CH3SCH2CO)2O

2) NaIO4, MeOH, H2O

13

1) NaIO42) PhMe, ∆

3) LiAlH4

14HCl 5% aq.

15

(contient un

proton vinylique)

a) Proposez une structure pour les intermédiaires 11 et 12, tenant compte que ce dernier contient un

proton vinylique. [4 points]

b) Proposez un mécanisme pour la transformation de 12 à 13 en identifiant clairement la structure du

composé 13. [9 points]

c) Proposez une structure pour l’intermédiaire 14. [3 points]

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EXAMEN 2007 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.3 de 3

Question 5 [10 points]

Vous réalisez la synthèse du 1-butyl-4-éthyl-2-méthyl-3-propylpyrrole par cyclocondensation catalysée au

chlorure de samarium (III) comme acide de Lewis. Malgré que certains réactifs soient en excès, la

stoechiométrie des réactifs nécessaire à la cyclocondensation est la suivante : butylamine (1 équiv.), butanal

(2 équiv.) et nitroéthane (1 équiv.).

a) Proposez une structure pour le pyrrole formé. [2 points]

b) Proposez un mécanisme de condensation. [8 points]

Question 6 [14 points]

Proposez une synthèse du produit suivant énantiopur à partir de la méthyltryptamine et du pent-4-én-1-ol.

N

N

N

NH2

+OH

Question 7 [19 points]

Voici une transformation promue par la lumière. Le 9,10-dicyanoanthracène est un photosensibilisateur qui

est utilisé ici en quantité équimolaire.

ON SiMe3

CN

CN

O

N

hν, MeOH, MeCN

+

(1 équiv)

a) En considérant que les radicaux demeurent en paires rapprochées dans une sphère de solvatation,

proposez un mécanisme pour cette transformation qui n’implique pas la génération d’énone à l’état

triplet. [12 points]

b) Pourquoi a-t-on besoin de la lumière pour cette réaction ? [5 points]

c) Globalement, cette réaction est une oxydo-réduction. Quel est le réducteur et quel est l’oxydant ?

[2 points]

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NOM : Matricule :

COR 706 : CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE Date : Mardi, 2 juin 2009

Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00

Examen FINAL (3 pages, 6 questions) Local : D1 – 2021

Examen à livre ouvert

Les modèles moléculaires et les notes de cours sont permis. Répondre dans le cahier d’examen.

Question 1 [14 points]

En partant de la 4-benzylpipéridine, vous formez le composé 1 par chloration et traitement basique (formule

brute de 1 indiquée). L’équivalent d’une N-arylation et d’une carbamoylation fournit le composé 2. Notez

que l’orthonitrophénol est particulièrement acide.

a) Proposez une structure pour le composé 1. [2 points]

b) Proposez un mécanisme pour la transformation de 1 à 2. [12 points]

Question 2 [14 points]

Pour la transformation suivante :

a) Pour X = H, quel serait le meilleur groupement R pour effectuer cette cyclisation et dans quelles

conditions réactionnelles (A, B ou C)? Expliquez brièvement votre choix de groupement R. [7 points]

b) Pour X = Cl, quel serait le meilleur groupement R pour effectuer cette cyclisation et dans quelles

conditions réactionnelles (A, B ou C)? Expliquez brièvement votre choix de groupement R. [7 points]

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EXAMEN 2009 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.2 de 3

Question 3 [12 points]

L’isatine a été traitée avec la proline en présence d’un ferrocène substitué dans l’acétonitrile à reflux. Après

4 h de chauffage, seulement le composé 3 a été obtenu, et ce à 80% de rendement. Aucun composé 4 n’a été

observé.

a) Proposez un mécanisme pour la formation du composé 3. [9 points]

b) Expliquez pourquoi 4 n’est pas formé. [3 points]

Question 4 [19 points]

Lorsque le produit de départ suivant est traité à l’iode en présence de bicarbonate, un composé 5 est obtenu,

ainsi que l’acétamide 6. Le composé 5 réagit ensuite avec le tétrafluoroborate d’argent pour donner un

intermédiaire 7 qui, lorsque mis en présence d’hydrure de sodium, fournit une (tétrahydrofuro)pipéridine 8.

a) Proposez une structure pour les composés 5, 7 et 8. [9 points]

b) Proposez un mécanisme pour la formation de 5 et 6. [10 points]

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EXAMEN 2009 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.3 de 3

Question 5 [21 points]

Vous voulez effectuer la synthèse totale formelle de la (-)-adaline en fabricant l’intermédiaire connu 10. Pour

ce faire, vous débutez par la condensation de l’aminophénol et du cétoacide suivants, dans le benzène à

reflux, pour obtenir le composé tricyclique 9 dont un des cycles est aromatique. Ce composé 9 est retrouvé

sous forme de mélange épimérique (deux diastéréoisomères sont formés). Il vous faut ensuite trouver

comment transformer le composé 9 en intermédiaire clé 10 en prenant soin de bien fixer la stéréochimie

absolue au carbone 2 de la pipéridine 10. Le fait que 9 soit sous forme de mélange d’épimères ne doit avoir

aucun impact sur la diastéréosélectivité désirée en C2. Un mélange d’épimères en C6 du composé 10 est par

contre toléré.

a) Proposez une structure pour le composé 9 (formé dans un mélange d’épimères). [4 points]

b) Proposez une série de transformations pour passer de l’intermédiaire 9 à l’intermédiaire 10. Il vous faut

contrôler la stéréochimie absolue en C2, mais pas en C6. [13 points]

Dans votre réponse, expliquez clairement l’induction diastéréomérique lors de la création du centre

chiral en C2. [4 points]

Question 6 [20 points]

Vous avez découvert que le composé 11 suivant devrait avoir des propriétés physico-chimiques

exceptionnelles. Proposez une synthèse de 11 en partant de composés acycliques simples.

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NOM : Matricule :

COR 706 : CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE Date : Mercredi, 18 mai 2011

Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00

Examen FINAL (4 pages, 6 questions) Local : D3 – 2029

Examen à livre ouvert

Les modèles moléculaires et les notes de cours sont permis. Répondre dans le cahier d’examen.

Question 1 [12 points]

En 2009, le groupe de Peter Wipf (Tetrahedron Lett. 2009, 50, 6810) a publié la transformation suivante:

a) Proposez un mécanisme pour la formation de l’intermédiaire 1, de formule brute C25H26N2O4S, qui est

un produit de cycloaddition (3+2) avec le DMAD. [7 points]

b) Proposez un mécanisme pour transformer l’intermédiaire 1 en pyrrole final. [5 points].

Question 2 [14 points]

Le groupe de Dömling a récemment rapporté une séquence particulièrement convergente pour la fabrication

du produit tétracyclique ci-dessous (J. Org. Chem. 2011, 76, 637).

a) Proposez un mécanisme pour la formation de l’intermédiaire 2. [9 points]

b) Proposez un mécanisme pour la transformation de l’intermédiaire 2 en produit final. [5 points]

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EXAMEN 2011 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.2 de 4

Question 3 [22 points]

a) Lorsque le composé 3 est chauffé en présence d’une quantité stoechiométrique de peroxyde de dilauroyle,

le produit 4 est formé à 72% de rendement (Tetrahedron 2011, 67, 2693). Proposez un mécanisme pour

cette transformation. [9 points]

b) Toutefois, quand la même expérience est reprise avec le substrat 5, le produit attendu 6 n’est pas obtenu.

C’est le produit 7 qui est plutôt formé, dans le dichorométhane contenant un peu d’eau. À noter que du

formaldéhyde est formé en dernière étape de la transformation, et que le mécanisme commence comme

celui décrit en a. Proposez un mécanisme pour la transformation du substrat 5 en produit 7 observé. [9

points]

c) Pourquoi 7 est-il formé préférentiellement à 6 dans la question b? [4 points]

Question 4 [12 points]

Voici une cyclisation de type Houben-Hoesch (Tetrahedron 2011, 67, 3457). Proposez un mécanisme. Si

vous bloquez, aidez-vous de l’état d’oxydation des carbones.

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EXAMEN 2011 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.3 de 4

Question 5 [20 points]

Fukuyama a très récemment développé une approche expéditive aux alcaloïdes Aspidosperma (Angew.

Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4884). Une portion de la synthèse est rapportée ci-dessous.

N

8

MeO

OMe

+MeO

CO2Me

NH

OSO

O

O2N NO2

- dinitrobenzè-nesulfonyle

OH

9

N

NMeO

MeO

12

MeO

CO2Me

OH

a)

NMeO

OMe

MeO

CO2Me

N O

SO

O

O2NNO2

10

PPh3, CCl42-méthylbut-2-ène

MeCN, 60oC(35%)

N

NMeO

MeO

13

MeO

CO2Me

i-

CHCl3, 0oC

ii- CF3CO2COCF3 (TFAA)CH2Cl2, 0-22oC

iii- KCN, CH2Cl2, H2O(50%)

O2N

O

OOH

14

(14 = 13 - H + CN)

H2O cat., TFA cat.(65%, depuis 10)

cycloadditionNMeO

OMe

MeO

CO2Me

HN O

11

a) Proposez des conditions de réaction pour passer de 8 + 9 à 10. [3 points]

b) Après le clivage du dinitrobenzènesulfonyle, l’intermédiaire 11 est traité en présence d’une quantité

catalytique d’eau et d’acide trifluoroacétique. Proposez un mécanisme pour la transformation de 11 en

12 qui devra impliquer une cycloaddition. [9 points]

c) L’intermédiaire 12 subit ensuite une déshydratation pour mener à 13. Ce dernier est traité en présence

de peracide, puis d’anhydride drifluoroacétique, et enfin de cyanure de potassium pour fournir le

produit 14. Ce dernier est très semblable à 13, sauf qu’un hydrogène a été remplacé par CN au global.

Proposez une structure pour le produit 14 et un mécanisme pour sa formation à partir de 13. [8 points]

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EXAMEN 2011 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.4 de 4

Question 6 [20 points]

Burk et Overman ont publié, en 1984, que l’isomère cis du vinylsilane (15) suivant peut subir avec succès

une réaction de cyclisation menant à l’hexahydroindole 16 indiqué (Tetrahedron Lett. 1984, 25, 5739).

Cependant, l’isomère trans du vinylsilane (17) ne donne aucun produit de cyclisation. Le composé 16 a

ensuite été transformé en produit 18.

a) Proposez une synthèse du produit de départ 15 à partir de trois fragments de votre choix. [9 points]

b) Expliquez pourquoi l’isomère cis 15 cyclise, mais pas l’isomère trans 17. Dessinez les états de

transition en conformation chaise. [8 points]

c) Proposez des conditions pour la transformation de 16 à 18. [3 points]

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NOM : Matricule :

COR 706 : CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE Date : Jeudi, 19 décembre 2013

Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00

Examen FINAL (3 pages, 7 questions) Local : D1 – 2021

Examen à livre ouvert

Les modèles moléculaires et les notes de cours sont permis. Répondre dans le cahier d’examen.

Question 1 [18 points]

Voici la fin de la synthèse de la (-)-ferruginine publiée par le groupe de Wang et Hu en 2011 (J. Org. Chem.

2011, 76, 2694).

a) Proposez une structure pour 2. [3 points]

b) Proposez un mécanisme pour passer de 1 à 2. [5 points]

c) Proposez un mécanisme pour passer de 2 à 3. [4 points]

d) Proposez une séquence de transformations pour passer de 3 à la ferruginine. [6 points]

Question 2 [18 points]

Dans sa synthèse de l’aspidospermidine, Schultz a utilisé une réaction de formation de cycles en cascade,

suivie d’un réarrangement du squelette de la molécule en milieu acide. Une réduction a complété la synthèse

(J. Org. Chem. 1997, 62, 6855).

a) Proposez un mécanisme pour passer de 4 à 5. [8 points]

b) Proposez un mécanisme pour passer de 5 à 6. [10 points]

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EXAMEN 2013 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.2 de 3

Question 3 [10 points]

L’année dernière, le groupe de Feldman publiait la synthèse totale de la méloscine (Org. Lett. 2012, 14,

934). L’étape clé consiste en une réaction entre une portion azoture et une portion allène tel que dans le

schéma suivant. Proposez un mécanisme pour la transformation thermique de 7 à 9. Ne tenez pas compte de

la stéréochimie. Identifiez clairement l’intermédiaire 8 qui contient 3 atomes d’azote.

Question 4 [11 points]

En 2010, le groupe de Che et de Yang rapportait la transformation suivante (Org. Lett. 2010, 12, 4682). Il

s’agit d’une réaction de Ugi suivie d’une addition de type Michael. Proposez les réactifs manquant ainsi

qu’un mécanisme pour cette transformation.

??O O

CO2H

ON

PhO NHtBu

O O

Cl

Question 5 [5 points]

Le groupe de Davies s’attendait à obtenir le nitrile 11 en traitant le mésylate 10 au cyanure de sodium

(Tetrahedron Lett. 2010, 51, 6415). Or, seulement le produit 12 a été isolé. Comment expliquez-vous sa

formation?

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EXAMEN 2013 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.3 de 3

Question 6 [10 points]

Proposez une structure tricyclique pour le composé 14 et un mécanisme pour le réarrangement non

radicalaire suivant (Org. Lett. 2012, 14, 5796).

Question 7 [15 points]

Quand l’isoxazolidine 15 est traitée au peracide, un chauffage subséquent produit le composé tricyclique 16.

Suite à un traitement réducteur, le composé 16 fournit un autre produit tricyclique 17 (Angew. Chim. Int. Ed.

2013, 52, 620).

a) Proposez un mécanisme pour passer de 15 à 16. Spécifiez la stéréochimie à tous les centres chiraux

étoilés. [12 points]

b) Proposez une structure pour le composé 17 (pas de mécanisme). [3 points]

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NOM : Matricule :

COR 706 : CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE Date : Lundi, 14 décembre 2015

Professeur Guillaume Bélanger Heure : 13h30 à 16h30

Examen FINAL (3 pages, 5 questions) Local : D1 – 2021

Examen à livre ouvert

Les modèles moléculaires et les notes de cours sont permis. Répondre dans le cahier d’examen.

Question 1 [11 points]

En 2011, le groupe de Stephen Martin, au Texas, publiait son avancée vers la synthèse de la stémofoline

(Tetrahedron Lett. 2011, 52, 4076). Proposez un mécanisme pour cette étape clé. À l’aide de représentations

en 3D, expliquez la régiochimie ainsi que les stéréochimies relatives aux centres stéréogéniques formés.

Question 2 [20 points]

Voici une synthèse peu courante de benzofurane, publiée par le groupe d’Adib en 2012 (Helv. Chim. Acta

2012, 95, 788). Ce groupe a même poussé l’utilisation d’isonitrile pour transformer le composé benzofurane

intermédiaire en oxadiazole.

NH2

CO2H

OH

CHO

C N R

O

NH

CO2H

NHR

C N N PPh3

O

NH

NHR

O

NN

+ +

a) Proposez un mécanisme pour la formation du benzo[b]furane. [10 points]

b) Proposez un mécanisme pour la formation du 1,3,4-oxadiazole. [10 points]

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EXAMEN 2015 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.2 de 3

Question 3 [34 points]

La synthèse de l’aspidophytine du groupe de Corey fait usage d’une étape-clé spectaculaire présentée ci-

dessous (J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6771).

a) Proposez un mécanisme pour la formation de 5 en partant de 1 et 2, en identifiant clairement les

intermédiaires 3 et 4. À noter que les intermédiaires 3 et 4 ne sont pas chargés. Ne vous souciez pas de la

stéréochimie. [14 points]

b) Après saponification, le composé 5 est traité avec le ferrocyanate de potassium. Ce réactif et un oxydant

par transfert monoélectronique. Proposez un mécanisme pour la formation de 6 dans cette étape d’oxydation

en débutant par l’oxydation de l’azote. [8 points]

c) En suivant votre mécanisme en b), il est possible d’imaginer qu’au moins deux autres produits auraient pu

se former, soit les composés 7 et 8. Cependant, ils ne sont pas observés. Expliquez pourquoi en donnant

une raison pour chaque composé. [5 points]

d) Pour l’oxydation de 5 à 6 après saponification, vous avez proposé en b) un mécanisme débutant par

l’oxydation de l’azote. Mais il y a une autre possibilité. Proposez ici un mécanisme pour la formation de 6

en débutant par l’oxydation du carboxylate de sodium. [7 points]

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EXAMEN 2015 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.3 de 3

Question 4 [13 points]

Dans la synthèse du sarain A parue cette année, les auteurs utilisent l’étape clé de cyclisations en cascade

suivante (Angew. Chim. Int. Ed. 2015, 54, 7367). Une des étapes de cyclisations est une cycloaddition

dipolaire-1,3. Globalement, la molécule de départ a subi une perte de deux Boc et d’un oxygène. Proposez un

mécanisme pour cette transformation, ainsi que la structure du produit final en 3D, sachant que le produit final

est tricyclique et contient un exométhylène.

Question 5 [12 points]

Le réarrangement de type aza-Piancatelli intramoléculaire a été utilisé pour former des pyrrolidines

spirocycliques (Angew. Chim. Int. Ed. 2011, 50, 7167). Le Dy(OTf)3 est un acide de Lewis dans cette réaction.

Proposez un mécanisme pour cette transformation.

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NOM : Matricule :

COR 706 : CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE Date : Jeudi, 20 décembre 2018

Professeur Guillaume Bélanger Heure : 9h00 à 12h00

Examen FINAL (2 pages, 6 questions, sur 95) Local : D1 – 2021

Examen à livre ouvert, modèles moléculaires et notes de cours permis

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Répondre dans le cahier d’examen.

Question 1 [14 points]

Dans une approche pour la construction du squelette des cylindricines, le groupe d’Aubé a fait réagir le substrat

1 suivant avec l’aldéhyde 2 pour fournir le composé 4 à l’aide de l’acide de Lewis TiCl4 (Org. Lett. 2010, 12,

1244). Proposez un mécanisme pour cette transformation ainsi qu’une structure pour l’intermédiaire 3 sachant

que ce dernier est converti en produit 4 par un réarrangement de Schmidt-Aubé.

Question 2 [18 points]

En 2010, le groupe de Breit publiait une synthèse de la désacétylfawcettiine, de la famille des Lycopodium

(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2367). L’étape clé a produit trois des quatre cycles du produit naturel.

Proposez un mécanisme pour cette transformation, en précisant la structure des intermédiaires A et B.

Question 3 [11 points]

Proposez les produits de départ pour générer le produit suivant par réaction de Ugi (Synthesis 2015, 47, 2294).

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EXAMEN 2018 COR706: CHIMIE ORGANIQUE HÉTÉROCYCLIQUE p.2 de 2

Question 4 [13 points]

Dans sa synthèse de la québrachamine, le groupe de Pagenkopf a tenté de cycliser le chloroacétemide 1 par

addition nucléophile de l’indole, mais sans succès (Eur. J. Org. Chem. 2009, 1072). Cependant, en irradiant

le composé 1, la cyclisation s’est produite dans un bon rendement. Proposez un mécanisme pour cette étape

clé qui commence par une excitation suivie d’un transfert monoélectronique interne.

Question 5 [14 points]

Voici une transformation inspirée de la synthèse de la goniomitine de Zhu parue en 2013 (Angew. Chem. Int.

Ed. 2013, 52, 3272). Proposez une séquence de réaction pour cette transformation.

Question 6 [25 points]

La réaction entre la münchnone 1 et le propynoate de méthyle donne un mélange de régioisomères 2 et 3,

comme on s’attend dans les cycloadditions (3+2) où il y a une faible discrimination basée sur la gêne stérique.

Le groupe de Bruce Arndtsen (McGill) a toutefois trouvé un moyen remarquable de régler ce problème de

régiosélectivité en passant par une phosphamünchnone 8 (Org. Lett. 2010, 12, 4916).

Proposer un mécanisme en partant de l’imine 4 jusqu’au pyrrole 3, en identifiant bien l’intermédiaire 7 de

formule brute C29H26NO5P et la phosphamünchnone 8 et le sous-produit phosphoré. Expliquez la haute

régiosélectivité pour 3.