Condensation d'aldol - Aldol condensation

Condensation d'aldol
Type de réaction	Réaction de couplage
Identifiants
Portail de la chimie organique	aldol-condensation
ID d'ontologie RSC	RXNO : 0000017

Une condensation d'aldol est une réaction de condensation en chimie organique dans laquelle un énol ou un ion énolate réagit avec un composé carbonyle pour former un -hydroxyaldéhyde ou une β-hydroxycétone (une réaction d'aldol ), suivie d'une déshydratation pour donner une énone conjuguée .

Les condensations d'aldol sont importantes dans la synthèse organique , car elles constituent un bon moyen de former des liaisons carbone-carbone . Par exemple, la séquence de réaction d' annulation de Robinson présente une condensation d'aldol ; le produit cétonique de Wieland-Miescher est une matière première importante pour de nombreuses synthèses organiques. Les condensations d'aldol sont également couramment discutées dans les cours de chimie organique de niveau universitaire comme une bonne réaction de formation de liaisons qui démontre d'importants mécanismes de réaction . Dans sa forme habituelle, elle implique le nucléophile addition d'une cétone énolate d'un aldéhyde pour former une cétone de β-hydroxy, ou « aldol » ( ald ehyde + ALCOH ol ), une structure unitaire trouvé dans de nombreux naturels des molécules et des produits pharmaceutiques .

Le nom de condensation d'aldol est également couramment utilisé, en particulier en biochimie , pour désigner uniquement la première étape (d'addition) du processus - la réaction d'aldol elle-même - telle que catalysée par les aldolases . Cependant, la réaction d'aldolisation n'est pas formellement une réaction de condensation car elle n'implique pas la perte d'une petite molécule.

La réaction entre un aldéhyde ou une cétone ayant un -hydrogène avec un composé carbonyle aromatique dépourvu d'-hydrogène est appelée condensation de Claisen-Schmidt . Cette réaction porte le nom de deux de ses chercheurs pionniers Rainer Ludwig Claisen et JG Schmidt , qui ont publié indépendamment sur ce sujet en 1880 et 1881. Un exemple est la synthèse de dibenzylidèneacétone ((1 E , 4 E )-1,5-diphénylpenta- 1,4-dien-3-one). Des rendements quantitatifs dans les réactions de Claisen-Schmidt ont été rapportés en l'absence de solvant utilisant de l'hydroxyde de sodium comme base et plus des benzaldéhydes . Étant donné que le composé carbonyle nucléophile énolisable et le composé carbonyle électrophile sont deux produits chimiques différents, la réaction de Claisen-Schmidt est un exemple de processus d'aldolisation croisée.

Mécanisme

La première partie de cette réaction est une réaction d'aldolisation , la seconde une déshydratation, une réaction d'élimination (implique l'élimination d'une molécule d' eau ou d'une molécule d' alcool ). La déshydratation peut être accompagnée d'une décarboxylation lorsqu'un groupe carboxyle activé est présent. Le produit d'addition d'aldol peut être déshydraté via deux mécanismes ; un solide de base comme le potassium t - butoxyde , hydroxyde de potassium ou l' hydrure de sodium déprotone le produit à un énolate , qui élimine par l'intermédiaire du mécanisme de E1cb , tandis que la déshydratation en produit acide par une réaction E1 mécanisme. Selon la nature du produit recherché, la condensation aldolique peut être réalisée sous deux grands types de conditions : contrôle cinétique ou contrôle thermodynamique .

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animation, base catalysée	animation, catalysé à l'acide

Condensation aldolique croisée

Une condensation aldolique croisée est le résultat de deux composés carbonyles différents contenant du ou des hydrogène(s) subissant une condensation aldolique. Normalement, cela conduit à quatre produits possibles car l'un ou l'autre des composés carbonylés peut agir comme nucléophile et l'auto-condensation est possible, ce qui rend un mélange synthétiquement inutile. Cependant, ce problème peut être évité si l'un des composés ne contient pas d'hydrogène , le rendant non énolisable. Dans une condensation aldolique entre un aldéhyde et une cétone, la cétone agit comme le nucléophile, car son carbone carbonyle ne possède pas de caractère électrophile élevé en raison de l' effet +I et de l' encombrement stérique . Habituellement, le produit croisé est le plus important. Toute trace du produit auto-aldol provenant de l'aldéhyde peut être rejetée en préparant d'abord un mélange d'une base appropriée et de la cétone, puis en ajoutant lentement l'aldéhyde audit mélange réactionnel. L'utilisation d'une base trop concentrée pourrait entraîner une réaction concurrente de Cannizzaro .

Types de condensation

Il est important de distinguer la condensation aldolique des autres réactions d'addition de composés carbonylés.

• Lorsque la base est une amine et que le composé à hydrogène actif est suffisamment activé, la réaction est appelée condensation de Knoevenagel .
• Dans une réaction de Perkin, l'aldéhyde est aromatique et l'énolate généré à partir d'un anhydride .
• Une condensation de Claisen implique deux composés esters .
• Une condensation de Dieckmann implique deux groupes ester dans la même molécule et donne une molécule cyclique
• Une réaction de Henry implique un aldéhyde et un composé nitro aliphatique .
• Une annulation de Robinson implique une cétone ,β- insaturée et un groupe carbonyle , qui s'engagent d'abord dans une réaction de Michael avant la condensation aldolique.
• Dans la réaction de Guerbet , un aldéhyde, formé in situ à partir d'un alcool, s'auto-condense en l'alcool dimérisé.
• Dans la condensation de Japp-Maitland, l' eau n'est pas éliminée par une réaction d'élimination mais par un déplacement nucléophile

Procédé Aldox

Dans l'industrie, le procédé Aldox développé par Royal Dutch Shell et Exxon convertit le propène et le gaz de synthèse directement en 2-éthylhexanol par hydroformylation en butyraldéhyde , condensation d'aldol en 2-éthylhexénal et enfin hydrogénation .

Dans une étude, le crotonaldéhyde ((2 E )-but-2-énal) est directement converti en 2-éthylhexanal dans un système palladium / Amberlyst / dioxyde de carbone supercritique :

Portée

Le 2-méthylacétoacétate d'éthyle et l'aldéhyde campholénique réagissent dans une condensation d'Aldol. La procédure de synthèse est typique pour ce type de réaction. Dans le processus, en plus de l'eau, un équivalent d'éthanol et de dioxyde de carbone est perdu dans la décarboxylation .

Le glyoxylate d'éthyle 2 et le glutaconate (diéthyl-2-méthylpent-2-ènedioate) 1 réagissent en acide isoprènetricarboxylique 3 ( squelette isoprène (2-méthylbuta-1,3-diène)) avec de l'éthylate de sodium . Ce produit de réaction est très instable avec une perte initiale de dioxyde de carbone et suivie de nombreuses réactions secondaires. On pense que cela est dû à la contrainte stérique résultant du groupe méthyle et du groupe carboxylique dans la structure cis- diénoïde .

Occasionnellement, une condensation d'aldol est enterrée dans une réaction à plusieurs étapes ou dans un cycle catalytique comme dans l'exemple suivant :

Dans cette réaction, un alcynal 1 est converti en un cycloalcène 7 avec un catalyseur au ruthénium et la condensation proprement dite a lieu avec les intermédiaires 3 à 5 . La prise en charge du mécanisme réactionnel est basée sur le marquage isotopique .

La réaction entre la menthone ((2 S ,5 R )-2-isopropyl-5-méthylcyclohexanone) et l' anisaldéhyde (4-méthoxybenzaldéhyde) est compliquée en raison du blindage stérique du groupe cétone. Cet obstacle est surmonté en utilisant une base forte telle que l'hydroxyde de potassium et un solvant très polaire tel que le DMSO dans la réaction ci-dessous :

Le produit peut s'épimériser au moyen d'un intermédiaire commun, l' énolate A, pour se convertir entre les épimères d' origine ( S , R ) et ( R , R ). Le produit ( R , R ) est insoluble dans le solvant de réaction alors que le ( S , R ) est soluble. La précipitation du produit ( R , R ) entraîne la réaction d'équilibre d' épimérisation pour former celui-ci en tant que produit principal.

Voir également

• Réaction organique et réaction chimique
• La synthèse d'Auwers
• Portail de la chimie organique
• Réaction Reformasky

Les références