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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.
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.
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.
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.
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]
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]
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]
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]
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]
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.
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]
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.
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]
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]
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]
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?
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]
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]
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]
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.
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
Aucun appareil électronique permis
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).
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.