reações de adição à compostos carbonílicos o, roh) grupos ... 0342 diurno/2016_qfl... · •...
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1. Adição de nucleófilos de O (H2O, ROH) – grupos
protetores) e S.
2. Adição de nucleófilos de N
3. Adição de carbonos nucleofílicos (Reagentes de
Grignard, organolítio, acetilenos, nitrilas,
reagents de Wittig - ilídeos de P/S)
QFL0342 Reatividade de Compostos Orgânicos (2016)
Reações de adição à compostos carbonílicos
Carbonyls react with nucleophiles.
General Reactions of
Carbonyl
Compounds
3
Adição de álcoois com formação de acetais
Mecanismos?
A formação do acetal poderia ser realizada com catálise básica?
A reação de formação de acetais é reversível.
Como o equilíbrio pode ser deslocado para o composto carbonílico? E para a
formação do acetal?
Adição de glicóis – grupos protetores
O HOCH2CH2OHH
+
O
O
ciclopentanona etilenoglicolacetalcíclico
+ + H2O
+
ditioacetalcíclico1,3-propanoditiolciclopentanona
H+
HSCH2CH2CH2SHO
S
S
+ H2O
6
Qual seria o mecanismo de hidrólise ácida do
grupamento metilenodioxifenila do safrol?
Adição de nucleófilos de Nitrogênio
H2N OH
H2N NH2
H2N NHCONH2
H2N NHC6H5
hidroxilamina
hidrazina
fenilidrazina
semicarbazida
C N OH
C N NHCONH2
C N NHC6H
C N NH2
oxima
hidrazona
fenilidrazona
semicarbazona
C
O
H2N G C
OH
NH G C N G H2O++
Uso de hidrazonas em análise orgânica funcional
NHNH2
NO2-
-O2N
RC
O
H(R)+
NHN
NO2-
-O2N
C
R
H(R)
2,4-dinitrofenilhidrazonas2,4-dinitrofenilhidrazinas
(sólidos cristalinos)Aldeídos e
cetonas
reagem formando
Hidrazonas
(com pontos de fusão específicos)
10Compare esse mecanismo com a formação de cetais
A saída da água é a etapa lenta.
Formação de Acetais: Mecanismo
Enamines Are Nucleophilic
• Overlap of the nitrogen lone-pair orbital with the double-bond π orbitals increases electron density on the carbon atom
Enamine Addition and Hydrolysis
• Enamine adds to an ,-unsaturated carbonyl acceptor
• The product is hydrolyzed to a 1,5-dicarbonyl compound
Imines with vital roles in biological systems
imine rhodopsin
R
O
R'(H)
R"MgX
R"Li
R"C C-
-C N
+
R C R'(H)
O-MgX
R"
R C R'(H)
OH
R"
R C R'(H)
OH
R"
R C R'(H)
O-Li
R"
R C C
OH
R'(H)
CR"
R C C
OH
R'(H)
N
cianoidrina
-hidroxiacetilenos
álcoois
1ario
, 2ario
ou 3ario
(dependendo docarbono carbonílico)
H+
H+
Reações de aldeídos ou cetonas com diversos
nucleófilos de carbono
Ph3P=CHR <-> Ph3P-CHR (reagentes de Wittig)
vide tb RLi e outros organometálicos)
-+
reagentes de Grignard
25
25
35
40
50
CH3C N
R2NH
NH3
CH3COCH3
O
Relative acidity of some organic compounds
Structure pKa
EtOH 16
R CH C
O
OR
H
CH2CH3
H
pKa 50 25
CH2 C
O
CH3
H
CH2 C
O
H
H
20 17
CH2 N
O
O-
H
8,6
R CH C
O
OR
H
CH2CH3
H
pKa 50 25
CH2 C
O
CH3
H
CH2 C
O
H
H
20 17
CH2 N
O
O-
H
8,6
20; 17
n-Bu-Li+
Lithium and magnesium acetylides
C CR H H3C-H2C-MgBr+ C CR MgBr H3C-H2C-H+THF
magnesiumacetylide
ethylmagnesiumbromide
C CR H H3C-H2C-H2C-H2C-Li
terminal
acetylene
(pKa ~ 26)
+ C CR Li H3C-H2C-H2C-H2C-H+THF
butyllithium lithiumacetylide
pKa > 60
Reagentes organometálicos
R CH2MgBr
2,5 1,3eletronegatividade(Escala de Pauling)
R CH2- +
MgBr
R CH2BrMg
éter
R CH2MgBr
O....
..
..O
carbânion
2.5
3.5
+
Reagentes
de Grignard
Françoise August Victor Grignard (1871-1935)
(P. Nobel em 1912)
1900: Reagentes de Grignard
Mecanismo da reação de Grignard
ether
1-Propanol
(a primary alcohol)
Formaldehyde
Mg 2++
++
- +
-O
OH
CH3 CH2 -MgBr H-C-H
CH3 CH2 -CH 2 HCl
H2 OA magnesium
alkoxide
CH3 CH2 -CH 2
O-
[MgBr]+
Alguns exemplos da reação de Grignard
HC
O
H
H3CCH2MgX +
H3CCH2 C H
OH
H
H3CCH2 C H
OH
R'
H+
H+
R'C
O
H
R'C
O
R"
H+
álcool 1ario
álcool 2ario
álcool 3ario
C
O
O
H+
H3CCH2CO2H ácido carboxílico
haleto de etilmagnésio
O H+
H3CCH2 C R"
OH
R'
H3CCH2 CH2 CH2OH
• A adição a CO2 a um reagente de Grignard fornece um ácido carboxílico
MgBr CO- [MgBr] +
O
HCl
H2 OCOH
O
Cyclopentane-
carboxylic acid
- +
-
C
O
O
++
Carbon
dioxide+ Mg2+
ether
• Prepare o 2-fenil-2-butanol através de diferentes combinações
entre reagentes de Grignard e compostos carbonílicos.
C-CH 2 CH3
OH
CH3
4-fenil-4-hidroxipropanal
CHCH2CH2C
O
H
OH
Como preparar:
Como preparar o 4-fenil-4-hidroxipropanal empregando
a reação de Grignard?
BrCH2CH2CHO BrMgCH2CH2C
O
HMg
éter2-bromoacetaldeído 3-brometo de propanal
magnésio
BrMgCH2CH2C
O
H
BrMgCH2CH2C
O
H
+
BrMgCH2CH2CCH2CH2C
O-MgBr
H
O-MgBr
H
O reagente de Grignard adicionaria-se ao próprio reagente!!!
2-bromoacetaldeído
BrCH2CH2CHO + CH2CH2
OH OH
BrCH2CH2HC
O
O
H+
CHCH2CH2CH
OH O
O
4-fenil-4-hidroxipropanal
CHCH2CH2C
O
H
OH
H+
BrCH2CH2HC
O
O éter
Mg BrMgCH2CH2HC
O
O
BrMgCH2CH2HC
O
O
C
O
H +
CHCH2CH2CH
OH O
O
Uso de acetais como grupo protetores
de compostos carbonílicos
27
Uso de acetais como grupo protetores
de compostos carbonílicos
Como fazer a conversão abaixo?
Compostos organolítio
• Compostos organolítio são geralmente mais reativos
em adição a C=O do que RMgX, e permitem,
tipicamente, rendimentos mais elevados
3,3-Dimethyl-2- butanone
3,3-Dimethyl-2-phenyl- 2-butanol
+Li
O
CH3
OH
CC(CH 3 ) 3
O-Li
+
CC(CH 3 ) 3
CH3
CH3 CC(CH 3 ) 3
HCl
H2 O
3,3-Dimethyl-2-phenyl- 2-butanol
+Li
O
CH3
OH
CC(CH 3 ) 3
CH3 CC(CH 3 ) 3
HCl
H2 Oeletronegatividade
Mg 1,31
C 2,55
Li 0,58
Reação de Wittig
• Método sintético versátil para a síntese de
alcenos a partir de aldeídos e cetonas.
Óxido de Trifenil-fosfina
Metileno-Ciclo-hexano
Ilida de fósforo
+
+-+
+
O
CH2 Ph 3 P-O-
Ph 3 P-CH 2
Ilidas de fósforo
••
A phosphonium
ylide
Butane
Butyllithium
+++-
+I
-
CH2 -PPh 3 CH3 CH2 CH2 CH3 Li + I -
CH3 CH2 CH2 CH2 Li + + H-CH 2 -PPh 3
Triphenyl-
phosphine
An alkyltriphenyl-
phosphonium iodide
++Ph 3 P CH3 -I Ph 3 P-CH 3 I
-SN2
Trifenilfosfina Iodeto de alquiltri
fenilfosfônio
Butil-lítio
Ilida de fósforoButano
Mecanismo da reação de Wittig
Triphenylphosphine oxide
An alkene
+
-••+
An oxaphosphetane
•••• •• ••
-
+
•• ••
••
CH2
CR2 O
CH2
CR2
CH2
CR2O
Ph 3 P Ph 3 P
O
Ph 3 P
oxafosfetano
Óxido de
trifenilfosfina
alceno
Aplicações da reação de Wittig