 2.1 GénéralitésS : 2 Soufre

2 Soufre

2.1 Généralités

S :

O :

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 105° R R

O 110° R

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

Thiol Sulfure R'

R'' I

R S R'

R''

Sulfonium

+ R' X S

H₂N

H₂N

SH H₂N

H₂N

R' O

Thiouré Urée

2 Soufre

2.1.2 S Nucléophile

+ R' X O

S R

O

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

Nu O R

Nu R S

O

O

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 R

R 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'

2 Soufre

2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.1 Formation de carbanions

Déprotonation

Addition 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

2 Soufre

2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.3 Umpolung

S S n

1,3 dithanes 1,3 dithiolanes

(n = 1, 2)

BuLi R-X

Hydrolyse du thioacétal

S S

n Li

S S n

Li R₁

R₁ C O

R, X

R₁ C O

Sm

Namy et Kagan

+ 3 Ph-SH

BF₃•Et₂O

3 MeOH

BuLi

Othoformiate de méthyle (orthoester)

PhS PhS

PhS

O

- 78 °C

Trisphénylthiométhane (orthothioester)

Trisphénylthiométhyl lithium

Orthothioester

Ni Raney HgO/HgCl₂

ou

MeI/H₂O/acetone

O O OBnO O

PhS PhS

PhS

THF

- 78 °C O

O OBnO HO

PhSPhS SPh

O O OBnOHO PhS SPhSPh

O O OBnOHO COOMe

2 Soufre

2.2 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'

2 Soufre

2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.5 Réarrangements [m,n]

a) Réarrangement [2,3] de Sommelet S

Carbanion en α d’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 stable

1 2

1

2 Soufre

2.2 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

R₃ NaH S R₄

I

R₁ R₂ +

S R₄

R₁ R₂

+ R₃-I

NaH R₃ S

R₄

O I

R₁ R₂ +

2 Soufre

2.2 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

O R'

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 Ph O

O

S O O

100 %

65 °C S

O +

2 Soufre

2.2 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

O k_{add ax}

k_{add eq}

O S

O

S

k_{elim O eq}

k_{elim O ax}

O

O S

S H

H H

O H

H

O k_{add ax}

k_{add eq}

O S

O S

k_{elim O eq}

k_{elim O ax}

O

O S

O

S O

O

O

2 Soufre

2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.7 Ylures de soufre

 c) Diastéréosélecttivité

d) Régiosélecttivité

S O

S

65 °C O 0 °C O

Ph S Ph

R₁

R₂

2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.7 Ylures de soufre

 e) Réarrangements des ylures de sulfonium

Réarrangement [1,2] de Stevens

2 Soufre

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

S Ph

tBuOK [2,3]

S Ph S

Ph

Ph Ph

CH₃Li [1,2]

S Ph

Ph Ph

2.2 Les carbanions en α du soufre

2.2.7 Ylures de soufre

 e) Réarrangements des ylures de sulfonium

Compétiton [1,2]/[1,3]

2 Soufre

2.3 Les sulfoxydes S

2.3.1 Préparation

2.3.2 β-élimination

S H

R₁ R₂ R₃R₄

O R

R₂ R₁

R₃ R₄

+ R S OH

Stéréospécifique Acide sulfénique (acide fort)

R₃

S

R₄ H

R₁ R₂

O R

S [2,3]

puis réaromatisation [1,2]

1 1 2

1 2 1

2

3

1 1

2 [1,2]

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

?

O R

H +

R

X

NaHCO₃

S

O R

H +

S

R O X

!

NaHCO₃

!

S

O R

H S

O

S O

R

B

S O

R + B-H X

2.3 Les sulfoxydes

2.3.3 Oxydation par le DMSO activé

 b) Activation du DMSO

2 Soufre

S E O

S O E

S O E

DMSO activé

B

S

O R₂

R₁ +

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

H O

O

CF₃ S

O

N C

N R R

N

H O

S

O O

CF₃ R₁

R₂

O H

N C

N R R

H H O

N

O

O

CF₃

S O

Cl O

Cl O

O O

Cl O S CH₂Cl₂

-78 °C

Cl R₂

OH S

R₁ R₂

O R₁

+ HCl

NEt₃ (1 eq.)

S R₁ R₂

O + HNEt₃ Cl

NEt₃ (1 eq.)

2 eq. NEt₃ en tout

Cl R₁ R₂

Cl S

O

2.3 Les sulfoxydes

 2.3.3 Oxydation par le DMSO activé

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

2 Soufre

2.3 Les sulfoxydes

 2.3.3 Oxydation par le DMSO activé

 e) Autres activations

2 Soufre

Albright Goldman

S O

H₃C O H₃C

O O CH₃ CH₂Cl₂ S

O O

TA

AcO

S O

F₃C F₃C

O O CF₃ CH₂Cl₂ S

O O

-65 °C

CF₃CCO

CH₂Cl₂ TA S

O S O

O O

N

Complexe Pyr•SO₃

S O

S O O O

N

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

O O

O O

H

+ AcOH S

R₂ R₁

AcO

H₃O⁺ ou OH^-

ou

MeONa/MeOH ou HgO/HgCl₂ R₁

O R₁

S O

O

H R₃

H R₁

S Ph O

2.3 Les sulfoxydes

 2.3.4 Réaction de Pummerer

2 Soufre

 a) Génération de lintermédiare de Pummerer en milieu basique

S

O Ac₂O

S OAc

Intermédiaire de Pummerer : méthylènesulfonium

S O

R Ac₂O

COOH

S R

2 h 100 °C

O O

95 %

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

Contrôle themodynamique

O

O

S O

O

CF₃COOH

O

O

S

O Friedel

Craft

2.3 Les sulfoxydes

 2.3.4 Réarrangement [2,3] d’Evans-Grieco

2 Soufre

S O

R

O S R

Sulfoxyde allylique

Sulfénate allylique

OH

S O 1) BuLi

2) PhSCl

Ph

S O

Ph

BuLi

R I

R S

O Ph [2,3]

[2,3]

R

S O

Ph

2.4 Les sulfones

2.4.1 Préparation

2.4.2 β-élimination

2 Soufre

R₁ S

R O O R₂

H B

R₃

R₁ R₂

R₃

S R O

O

R₁ S

R O O R₂

R₃ H

B

2.4 Les sulfones

2.4.3 Réaction d’oléfination de Julia

2 Soufre

S Ph O O

B

R₁

H (BuLi)

R₂

O

H Ac₂O

Na/Hg

EtOH R₂

R₁ R₂ R₁

+ S

Ph O O

R₁ R₂

S Ph O O

R₁ R₂

R₂

R₁ R₂ R₁

R₂

R₁ R₂ R₁ +

EtOH

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

2.4 Les sulfones

2.4.4 Extrusion de SO₂

2 Soufre

SO₂ SO₂

Cycloadd [4+1]

SO₂ !

SO₂

+ _SO2 !

SO₂ +

Stéréospécifique

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

2.5 Réactions radicalaires

 2.5.1 Radical soufré

2 Soufre

R-S stable 2 R-S R-S-S-R

R-SH h!

H + tBu-O + tBu-OH

 2.5.2 Radical soufré

Ph-CH₃ 1

Ph-CH₂-CH₃ Ph-CH-(CH₃)₂ Et-S-CH₂-CH₃

Ph-S-CH₃ Ph-O-CH₃ Ph-SO₂-CH₃

S

S H H