Acquis d'apprentissage

Les étudiants de 3ème année vont acquérir dans le cadre de ce cours:

- de nouvelles réactions organiques;
- l'analyse rétrosynthètique systématique via des déconnections à un ou deux groupes;
- une approche rationnelle à la synthèse multiétapes;
- une compréhension et la prise en compte des notions de: chimio-, régio- et diastéréosélectivité dans la planification d'une synthèse multi-étapes;
- l'application du concept de groupes protecteurs dans la synthèse multi-étapes;
- une première approche des réactions péricycliques via les orbitales moléculaires frontière;
- une première approche de la catalyse organométallique via les couplages catalysés au palladium.

Objectifs

Le but de ce cours et de présenter aux étudiants une approche systématique et rationnelle qui leur permet de réfléchir à et de planifier la synthèse de molécules complexes contenant plusieurs groupements fonctionnels en tenant compte de tous les aspects de sélectivité.

 

 

Contenu

Afin de promouvoir une approche rationnelle de la synthèse multi-étapes, le cours introduit aux étudiants une stratégie très efficace, l'analyse rétrosynthétique. L'application de cette analyse à un certain nombre de molécules comportant des groupements fonctionnels différents structure le cours. D'autre part, chaque opération retrosynthétique nécessite la connaissance de la réaction correspondante. Le cours est ainsi amené à montrer l'utilité synthétique des réactions de base apprises les années précédentes, mais aussi d'étendre la boite à outils chimique des étudiants en abordant des réactions plus modernes et sophisitquées. Comme la plupart des molécules cibles contiennent plusieurs fonctions et peuvent être complexes en termes de connectivité ou de stéréochimie, l'accent de ce cours est mis sur tous les aspects de contrôle. En particulier sont abordées les notions de : - chimiosélectivité; - régiosélectivité; - diastéréosélectivité.

Table des matières

1. Introduction
2. Retrosynthesis - a brief history
3. Retrosynthesis - vocabulary and concepts
4. Benzene derivatives by aromatic substitution
5. Benzene derivatives: strategic considerations
6. One-group C-X Disconnections
7. Chemoselectivity issues in C-X disconnections
8. Two-group C-X Disconnections
9. Protecting groups for heteroatoms
10. One-group C-C disconnections via alcohols
11. One-group C-C disconnections via carbonyl compounds
12. Generation of specific enolates and their equivalents
13. Synthesis of alkenes and alkynes
14. Two-group C-C disconnections: carbonyl condensations
15. Two-group C-C disconnections: the aldol reaction
16. Two-group C-C disconnections: conjugate addition
17. Two-group C-C disconnections: acyl anion equivalents
18. Ring-forming reactions: cycloadditions
19. Editing ring size: ring contraction, expansion and fragmentation reactions
20. Introduction to organometallic chemistry: palladium-catalysed coupling reactions
 

Exercices

Les exercices sont organisés en parallèle du cours et suivent la même structure. Ils visent toujours à éclaircir les notions de sélectivité et de rétrosynthèse qui structurent le cours.

Méthodes d'enseignement

Les cours, donnés en français, et qui font intervenir une combinaison de diapositives et d'écriture au tableau, sont complétés par un support écrit (en anglais) qui contient la trame du cours, dont les aspects principaux sont basés sur le livre de référence (The Disconnection Approach). Les travaux dirigés viennent complémenter et détailler les sujets abordés en cours.

Méthode d'évaluation

L'évaluation du cours se fait par un examen écrit de 2 heures suivi d'un examen oral de 20 minutes organisés pendant la seconde et la troisième session d'examen.

Sources, références et supports éventuels

J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. D. Wothers « Organic Chemistry », Oxford University Press;
S. Warren, P. Wyatt « Organic Synthesis: The Disconnection Approach», Second Edition, Wiley;
S. Warren, P. Wyatt « Organic Synthesis: Strategy and Control», Wiley;
R. Brückner « Advanced Organic Chemistry: Reaction Mechanisms », Academic Press.

Langue d'instruction

Formation Programme d’études Bloc Crédits Obligatoire
Bachelier en sciences chimiques Standard 0 5
Bachelier en sciences chimiques Standard 3 5