CYCLANES & CYCLÈNES

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Préparations et utilisations

Les méthodes de préparation directe des cyclanes, par fermeture d'une chaîne carbonée porteuse de fonctions appropriées, sont peu nombreuses ; la seule importante est l'action de certains métaux, comme le zinc, sur les α,ω-dihaloalcanes :

Mais le rendement en cyclane, donc l'intérêt de la réaction, dépend beaucoup de la taille du cycle cherché : excellent pour le cyclopropane, convenable pour le cyclopentane et le cyclohexane, mais très faible pour le cyclobutane et pour les cyclanes au-dessus du cycloheptane ; il décroît très vite si le ou les atomes de carbone porteurs de l'halogène sont substitués.

Aussi les cyclanes, mis à part les cyclopropanes et les cyclobutanes, sont-ils préparés le plus souvent à partir de composés déjà cycliques et d'accès facile, porteurs de fonctions ou de centres insaturés appropriés. Ainsi, l'hydrogénation catalytique du benzène et du cyclopentadiène conduit respectivement au cyclohexane et au cyclopentane. La réduction du carbonyle des cyclanones en groupement − CH2 − (réaction de Wolff-Kishner) permet de préparer les cyclanes en général.

Quant à la préparation des cyclènes, elle met en jeu le plus souvent une réaction d'élimination telle que la déshydratation des cyclanols, la débromhydratation des bromures de cyclo-alcoyle, etc.

Mention particulière doit être faite des réactions de cyclo-addition, au cours desquelles deux molécules insaturées se combinent pour former un composé cyclique unique. On connaît depuis longtemps la réaction de Diels et Alder qui est une cyclo-addition-1,4, à savoir la formation d'un cycle par soudure de l'un et l'autre des carbones d'une double liaison activée aux deux carbones extrêmes d'un diène conjugué, constituant une excellente méthode de préparation des cyclohexènes. De nombreuses réactions de même type ont été découvertes : cyclo-addition-1,2 dans laquelle les carbones de la double liaison activée se soudent à ceux d'une autre double liaison ; cyclo-addition-1,1 où ces deux carbones se soudent à celui d'un carbène.

Réaction de cycloaddition

Dessin : Réaction de cycloaddition

Réactions de cycloaddition 

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On connaît de très nombreuses synthèses de cyclopropanes et de cyclopropènes, de cyclobutanes et de cyclobutènes, mettant en jeu des cyclo-additions-1,2 et -1,1 et utilisant des facteurs tels que le chauffage, l'irradiation ultraviolette, etc.

L'intérêt pratique des cyclanes est faible ; le plus souvent, il repose seulement sur leur inertie chimique, et le cyclohexane, par exemple, est utilisé comme solvant ; le cyclopropane est employé comme anesthésique général. Quant aux cyclènes, s'ils interviennent souvent dans la synthèse organique, ils sont assez peu utilisés en tant que tels, sauf certains de ceux qui existent dans les substances naturelles, tel le pinène, principal constituant de l'essence de térébenthine et d'autres terpènes.

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Pour citer l’article

Jean-Marie CONIA, « CYCLANES & CYCLÈNES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/cyclanes-et-cyclenes/