L’oxygène carbonyle peut agir comme nucléophile mais il dépend fortement des conditions de la réaction.
Les énolates peuvent réagir en tant que nucléophile à travers le carbone alpha\alpha alpha ou l’oxygène.
(source)
Le rapport carbone / oxygène substitué produits dépend de l’équilibre de l’orbite des interactions et des interactions électrostatiques entre les réactifs., Comme vous pouvez le voir sur le diagramme ci-dessus, l’HOMO de l’énolate a la plus grande contribution du carbon\alpha alpha-carbone et donc des réactions qui sont contrôlées par des facteurs d’énergie orbitale ont lieu par là. Inversement, la plus grande charge négative est sur l’oxygène en raison de sa plus grande électronégativité et donc si la réaction est contrôlée par des facteurs électrostatiques, elle aura lieu au niveau de l’oxygène.
Modification de l’électrophile:
L’alkylation est une réaction courante des énolates et fournit un bon aperçu des facteurs affectant la sélectivité., Si l’iodure de méthyle est utilisé comme agent alkylant dans un solvant aprotique polaire, la réaction produit principalement le produit alkylé au carbone. Le passage au bromure de méthyle ou au chlorure de méthyle augmente la quantité de produit alkylé par l’oxygène et si du tosylate de méthyle est utilisé, la réaction produit principalement le produit alkylé par l’oxygène. En effet, l’électronégativité croissante du substituant augmente la charge positive sur le carbone méthylique, ce qui signifie que les interactions électrostatiques sont plus importantes., En outre, les $\ce{C-X}~\sigma^*$ orbitale (la LUMO de l’électrophile) sera inférieure à l’énergie de méthyle iodure que dans méthyl tosylate en raison de la plus pauvre de l’énergie match entre le $\ce{C}$ et $\ce{I}$ orbitales atomiques par rapport à $\ce{C}$ et $\ce{O}$. Cela rapproche le LUMO électrophile en orbite de l’HOMO énolate, ce qui rend les interactions orbitales plus importantes.
Cette pensée peut être étendue à d’autres électrophiles., De nombreux acides de Lewis durs tels que $\ce {R2BCl} and et $\ce{(CH3)3SiCl}$ (crédit à @Jan pour le souligner) donneront presque exclusivement des produits substitués par l’oxygène. En effet, les atomes centraux sont petits et fortement chargés, et ont donc de fortes interactions électrostatiques avec l’extrémité oxygène de l’énolate. Cela peut être considéré comme une application de la « théorie de la base acide molle dure », où les électrophiles à base de silicium et de bore sont considérés comme des acides durs et l’oxygène carbonyle est une base dure. En comparaison, les électrophiles au carbone neutre sont des acides mous et présentent donc moins d’affinité pour l’oxygène.,
Changer le solvant:
Changer le solvant est l’un des moyens les plus faciles d’influencer le résultat de la réaction, en particulier dans le cas de l’alkylation. Dans les solvants aprotiques polaires, le cation métallique est fortement solvaté mais l’énolate est faiblement solvaté en raison de l’absence d’hydrogènes acides sur le solvant pour former des liaisons hydrogène. Dans les solvants polaires protiques, l’extrémité oxygène de l’énolate est fortement solvatée par liaison hydrogène qui entrave la réaction à l’oxygène, favorisant fortement la C-alkylation, même avec un tosylate d’alkyle.
D’autres lectures peuvent être trouvées ici, ici, ici et ici.,