CCOORR330011 CCHHIIMMIIEE OORRGGAANNIIQQUUEE IIII

(1)

CO C OR R3 30 01 1

C C H H I I M M I I E E O O R R G G A A N N I I Q Q U U E E I I I I

R R é é p p o o n n s s e e s s a a u u x x E E x x a a m m e e n n s s I I n n t t r r a a t t r r i i m m e e s s t t r r i i e e l l s s 2 2 0 0 0 0 5 5 - - 2 2 0 0 0 0 7 7

(2)

Table des matières

Réponses à l'Examen#1 Intratrimestriel Automne 2005... 3

Réponses à l'Examen#2 Intratrimestriel Automne 2005... 7

Réponses à l'Examen Intratrimestriel Automne 2006... 11

Réponses à l'Examen Intratrimestriel Automne 2007... 17

(3)

Réponses à l'Examen#1 Intratrimestriel Automne 2005 Question 1. 12 pts.

Br

1 2 3

1. NaN=C=O 2. a) LiAlH₄ b) H₃O⁺

MeHN

HO HO

MeHN Me OH

S

S Me O pKa = 6

Question 2. 10 pts

S Br

Me

S Ph

Me

Ph S NC Me

CN

PhS Me Me

PhS

CN Bu₄N⁺ CN^-

THF, 68ºC

CN

(4)

Question 3. 12 pts

Indiquez le(s) réactif(s) ou le(s) produit(s) finaux ou de départ, incluant tous les isomères s'il y a lieu, pour chacune des réactions suivantes.

Me

Cl₂ (2 eq.) hν

a)

b)

c)

d)

MeSH NaOH

t-BuOK t-BuOH

CHCl₂

Me

CH₂Cl

CH₂Cl +

O

OH

O O

SMe

Br

+

Br

a) Et₃BHLi ether b) H₃O⁺

SMe O

OH

majeur mineur

(5)

Question 4. 26 pts.

a) Le mécanisme est clairement SN2 car l’iode à inversé la stéréochimie du brome. Le produit de départ ayant tous les substituents équatoriaux n’empêche pas l’attaque de l’iode alors que celui ayant un méthyle axial crée de l’effet stérique, ralentissant la réaction. L’autre conformation est pire car le brome et un méthyle sont axiaux.

10 pts.

Me Me

Br

Me Me

Br

+ NaI (1 eq.)

acétone

Me Me

I

Me Me

Br +

Br

Me Me

I

Br Me

Me I

Br Me

Me

conformation moins stable I

b) Dessinez le diagramme d’énergie correspondant à votre explication en a) 8 pts.

E

C.R.

Br

Me Me

Br Me

Me

I

Me Me

I

Me Me

Br

I

Br Me

Me

I Me

Me

I

Me

ΔG₁ ΔG₂

(6)

c) Le mécanisme est clairement S_N1 car les deux alcools énantiomériques sont formés. Le carbocation intermédaire cycle à 4 est beaucoup moins stable que celui du cycle à 5 dûs aux angles de 90° Vs 106°

respectivement. L’angle idéal pour le carbocation est de 120°. 8 pts.

O +

Br O Br

O O

difficile facile

(7)

Réponses à l'Examen#2 Intratrimestriel Automne 2005 Question 1. 12 pts.

Ph H Et

1 2 3

H₂SO₄ H₂O

O

H Ph H Ph

OH Ph H

Me O

O

H Ph

OH

OH Pb(OAc)₄

4

p-TsOH

O H

Ph H Et

O H

O Ph H

Me 5

H O a)Me

n-BuLi, THF b) composé 3 c) H₃O⁺

O

(8)

Question 2. 10 pts

L’attaque équatoriale sur la cétone A est favorisée sur l’attaque axiale par une valeur ΔG1. Seuls les hydrogènes axiaux empêche l’attaque axiale sur la cétone A.

Par contre, l’attaque axiale sur la cétone B est beaucoup défavorisée à cause de la présence du méthyle axial.

L’attaque équatoriale n’est pas plus empêchée sur la cétone B que sur la cétone A. Donc, la différence d’énergie ΔG2 entre les deux attaques sur la cétone B augmente. La sélectivité sera meilleure. Le diagramme d’énergie montre ce résultat.

E

C.R.

ΔG₁

ΔG₂ ΔG₂ > ΔG₁

Me Me

O Me

Me Me

O

Me Me

O Me

Me Me

OH Me

Me Me

HO Me Me

Me

Me OH

Me Me

O Me

OH Me

O Me

OH Me H

H O

H

H O Me

H

H OM Me

Les éclipses pour A et B sont les mêmes

(9)

Question 3. 12 pts

Me

KMnO₄ (excès) H₂O, pyr.

HO a)

b)

c)

d)

CO₂H

O

OH

HO

O

O Na₂Cr₂O₇

H₂SO₄ H₂O

MnO₂(excès) EtOAc

O O

a) Mg/ether b) H₃O⁺

Ph Ph Br

(10)

Question 4. 26 pts.

1^er essai : rendement voulu : 13%. Il obtient 68% de la cétone de départ.

OMgCl OMe

OMe 13%

O OMe

OMe

MgCl

O OMe

OMe

OMgCl OMe

OMe 42%

MgCl H

O OMe

OMe H MgCl

et OMgCl

OMe

38%

2^e essai : rendement voulu : 97%. Il réduit ensuite la triple liaison (H2, Pd) à la cible voulue.

Les triples liaisons sont assez acides (pKa = 19-20). Donc, les organométalliques dérivés des triples liaisons sont peu basiques. Le problème de l’énolisation dans le 1^er essai est évité. De plus, il n’y a pas d’hydrogène en β et donc il ne peut y avoir de réduction de la cétone par β-élimination.

(11)

Réponses à l'Examen Intratrimestriel Automne 2006 Question 1. 15 pts.

Indiquez dans chaque boîte vide les réactifs ou structures manquants pour parvenir à la synthèse des composés de droite à partir des composés de gauche.

a)

1 2 3

PPh₃, CBr₄ (1 eq. chaque) CH₂Cl₂

a) Et₃BHLi (excès), Et₂O b) H₃O⁺

OH

HO Me

Br

HO Me HO Me

b)

4 5 6

PPh₃ Cl Me

Cl_2, (1 éq) hν

PPh₃ Toluène reflux Cl

OH OH OH

Question 2. 16 pts

Faites la synthèse du produit de droite à partir du produit de gauche.

Cl

a) Ph₂CuLi THF b) H₃O⁺

KMnO₄ O

OH PCl₅

HO

OH

MeO MeO

EtONMe₄

MeO MeO

(12)

Question 3. 21 pts

PCC

Hg(OAc)₂ H₂SO_4, H₂O 1. NaN_3, DMF 2.a) LiAlH₄ b) H₃O⁺ CH₂

Pb(OAc)₄ EtOAc

NC

O f)

a)

b)

c)

d)

e)

g)

OsO₄ (cat.) NaIO₄ (2 éq.)

O

O H H

O + HO

OH

HO

O MnO₂

EtOAc

Br

OSO₂Ph NH₂

KCN, 18-C-6 H₂O/CH₂Cl₂

OH

O O H H OH

(13)

Question 4. 20 pts.

L’étudiant X voulait faire un déplacement S_N2 du brome suivant avec le méthanoate de sodium. Lorsqu’il a suivit sa réaction par RMN, il s’est aperçu que quatre produits se formaient en quantités inégales !! Aucune trace du produit voulu. Il n’a aucune idée de ce que pourraient être ces produits. Cependant : il sait que la vitesse de formation de chacun des produits dépend de la concentration de MeONa.

MeOH MeONa Br

SMe

4 produits

a) Suggérez-lui quatre produits possibles et probables qui auraient pu se former dans sa réaction.

b) Rationalisez clairement la formation de chacun des produits que vous avez suggéré.

Pour avoir les points en rouge, il faut le bon mécanisme ou façon de formé. Sinon, la moitié des points seulement.

S Br

S Me

Me S

OMe

Me MeOH

MeONa

S

Me OMe +

MeOH MeONa S Me

S Me

S Me H

H MeOH

MeONa MeOH

MeONa

6 4

3 3

4

(14)

Question 5. 16 pts.

En partant de la cétone de gauche:

a) écrivez le mécanisme complet pour la chloration. Indiquez par les flèches appropriées si chaque étape est réversible ou irréversible. 8 pts

O

SOCl₂ CF₃CO₂H (pka = 0.67)

O Cl H

O H H

H₂O

OH

H Cl S O Cl

+ SO + Cl

OH Cl CF₃CO₂ 1

2 3

1

(15)

b) Décrivez dans un diagramme d’énergie les 4 étapes du mécanisme (incluant les transferts de protons).

Respectez approximativement les énergies relatives des différentes espèces. 8 pts

(J’ai mis les SOCl₂ etc mais les étudiants ne sont pas tenu de mettre autre chose que le substrat et ses intermédiaires.)

E

C.R.

O

O Cl O

H

OH

OH Cl + H

+ SO + Cl + SOCl₂

+ H + SOCl₂

+ SO + HCl

(16)

Question 6. 12 pts.

Donnez le mécanisme complet pour la réaction suivante. Indiquez par les flèches appropriées si chaque étape est réversible ou irréversible. L’ordre d’addition des réactifs est tel qu’indiqué a, b, c.

Br

a) Li (2 éq.) Et₂O b) c) H₃O⁺

Br Li Li

Li O

Li OH

O O

H₂O H

Li 4

3 3

1 1

Bonne chance

(17)

Réponses à l'Examen Intratrimestriel Automne 2007 Question 1. 15 pts.

Indiquez dans chaque boîte vide les réactifs ou structures manquants pour parvenir à la synthèse des composés de droite à partir des composés de gauche.

a)

1 2 3

a) (2 eq) CuI (1 eq) THF b) NH₄Cl (aq)

Me₂S=O Cl₂(CO)₂ CH₂Cl₂ Et₃N O

OH O

Li H

b)

4 5 6

O

O Cl

O Me hν

Cl₂

a) Me₂CuLi THF b) NH₄Cl (aq)

(18)

Question 2. 16 pts

Faites la synthèse du produit de droite à partir du produit de gauche.

O OH O OMe

Ph O O

O OMe

Ph O Br

O OMe O

Ph O

CN

O OMe O

Ph O

H₂N PPh₃

CBr₄ CH₂Cl₂

KCN 18-C-6 CH₂Cl₂ H₂O

H₂ Pd-C

Et-I (excès) CH₂Cl₂

O OMe O

Ph O

N Et Et

Et

I

(19)

Question 3. 21 pts

NCO f)

a)

b)

c)

d)

e)

g)

K₂CO₃ acétone, MeI

O

CH₃CO₂H

OH O₂CCH₃

CO₂H CO₂Me

NH

NaOH (faible conc.)

H₂O N

Et HBr

Br

S S

O H₂O₂ (2 éq) O

H₂O

OH O

MnO₂ EtOAc

OH OH

Br

Na-N=C=O THF

Et Br

OH

(20)

Question 4. 26 pts.

L’étudiant X voulait faire une substitution nucléophile de l’alcool 1 avec du HBr. Aye ! Il se forme trois produits. Les deux produits 3 et 4 sont les bromures attendus (i.e. par substitution, Attn : je ne compte pas les stéréoisomères). Le produit 2 est majoritaire et il n’est pas du tout le produit de substitution attendu.

O Me

HO

O HBr Me

1 2

3 4

+ +

75%

15% 10%

a) Dessinez la structure 2-D des deux produits 3 et 4 (lequel est 15% ou 10% n’a pas d’importance). Pas nécessaire d’indiquer la stéréochimie, 3 et 4 ne sont pas des stéréoisomères. 6 pts.

O Br Me

O Me

Br

3 4

(21)

b) Aidez-le à comprendre ce qui s’est passé en faisant un mécanisme complet expliquant la formation de 2, de 3 et de 4. 10 pts.

O Me

HO

O Me

H₂O H⁺

-H⁺ H

1

2 A

B B'

C

Br

3 Br

4

(22)

c) Décrivez dans un seul diagramme d’énergie toutes les étapes du mécanisme ci-haut (incluant les transferts de protons et la formation de 2, 3, et 4). Respectez les énergies relatives approximatives des différentes espèces.

Utilisez les numéros des structures en b) pour que le diagramme soit plus clair. 10 pts

E

C.R.

1

2 A

B-B'

C

3 4

(23)

Question 5. 12 pts.

Écrivez le mécanisme complet pour la formation du cyclohexylphosphonate suivant. Indiquez par les flèches appropriées si chaque étape est réversible ou irréversible.

P O O O

P O O I O

I

P O O O

Question 6. 10 pts.

Expliquez clairement avec un mécanisme le résultat suivant :

O O Ph O

O O

Me

SO₂Ph O

Ph O

O O Me

O Ph O

O O Me PhSNa SPh

SPh SPh

O Ph O

O O Me SPh +

Bonne chance