7 - Regiosseletividade REGIOSSELETIVIDADE. Laboratório 2228

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1 REGISSELETIVIDADE 1

2 Quando elabora-se uma rota sintética para uma molécula orgânica, os substituintes e os grupos funcionais devem ser colocados nas posições requeridas, ou seja, com a regioquímica correta! controle da regioquímica normalmente é requerido quando preparamos um alceno, pois é comum a ligação dupla formada aparecer em mais de uma região da molécula. 85% 3 P 4 80 ºC + 80% 20% 2

3 controle da regioquímica também pode ser requerido quando realizamos reações em grupos funcionais que podem dar mais que um produto, tais como nas REAÇÕES REGISSELETIVAS MSTRADAS A SEGUIR 3

4 Reações Regiosseletivas Adição eletrofílica em ligação dupla R 1 R 3 R 2 R 4 X-Y R 1 R 3 R 1 R 3 Y X and/or X Y R 2 R 4 R 2 R 4 Substituição Eletrofílica Aromática X E + X E and/or X and/or X E E 4

5 Reações Regiosseletivas Adição Eletrofílicas em Enolatos R R 1 i) base ii) R 2 X R 2 R 2 R R 1 and/or R R 1 Adição Nucleofílica em Enonas Nu Nu - 1,4-addition (adição conjugada) Nu - 1,2-addition Nu 5

6 Reações Regiosseletivas Adição nucleofílica em epóxidos i) Nu: ii) + Nu and/or Nu xidação de cetonas para ésteres ou lactonas R R 1 R 2 C 3 R (peracid) R 1 R R 1 and/or 6

7 MÉTDS DE PREPARAÇÃ DE ALCENS Introdução: Importância da posição da ligação dupla em moléculas pode ser evidenciada no atraente sexual da mosca doméstica: 9 10 Muscalure (feromônio da mosca) -Possui grupos substituintes definidos -dupla cis -posição da ligação dupla Que método de preparação de alcenos seria apropriado para esse caso? A seguir discutiremos o mérito de três métodos 7

8 Desidratação de álcoois É um método importante porque os álccois podem ser preparados por vários métodos robustos, por exemplo: R 3 R 3 MgBr R 2 R 2 NaB R 1 4 R 1 R 2 R 1 método envolvendo a desidratação de álcoois é de uso limitado, pois usualmente se obtém uma mistura de alcenos e que são de difícil separação. Prevalece o produto mais substituido (regra de Saitzeff). Além disso, pode apresentar produtos de rearranjo. 8

9 Desidratação do 2,3-dimetilbutan-2-ol 2 a b C 2 9 : 1 Pathway a + C 2 Pathway b Regra de Saitzeff 9

10 Migração de grupos alquila catalisada por ácidos 85% 3 P 4 80 ºC 2 80% + 20% 2 C a b 10

11 Importante uso de desidratação está na reação de síntese de cetonas a, b-insaturadas: Condensação Aldólica Na - + Chalcone

12 Redução de Alcinos (E) R R 1 Na/N 3 R R 2, Pd, BaS 4 1 R (Z) R 1 s acetilenos de partida podem ser obtidos por diversas rotas: NaN 2 R R Na + R 1 X R R 1 R R 1 R 1 R 1 R 2 R R 1 R 2 12

13 Uso de ilidas de fósforo: a reação de Wittig A reacão de Wittig é um método útil de preparacao de alcenos: há uma grande diversidade de materiais de partida possíveis: R R 3 P + - R C 2 + ilida de fósforo R + 3 P trifenil fosfinóxido A reacão é regiosseletiva: R + 3 P + fosforana não estabilizada R alceno cis + 3 P R + 3 P + C 2 Et fosforana estabilizada R + 3 P C 2 Et alceno trans 13

14 As fosforanas (ilidas de fósforo) são facilmente preparadas pela quaternização de trifenilfosfina, seguido por reação com base 3 P + _ C 2-3 P + l ( 3 P + -C 3 ) I- sal de fosfônio n-buli ilida 3 P = C 2 14

15 Retornando ao Moscalure Passaremos a avaliar dois métodos de preparação desse feromônio: 1- Via acetilenos 6 11 FGI Br Br 11 15

16 1- Síntese via acetilenos i) n-buli ii) (C 2 ) 7 Br 6 i) n-buli ii) (C 2 ) 12 Br , Lindlar catalyst

17 2- Via reação de Wittig Retrossíntese P

18 2- Síntese via reação de Wittig 6 + P cis-85% (muscalure) 6 + trans - 15% 11 Exercício: Mostrar como pode ser preparado a fosforana ou ilida de fósforo acima? 18

19 Adição Regiosseletiva à alcenos idroboração B 2 3 C C B C C 3 B 2 3 C 3 C boro entra no carbono menos impedido (preferencialmente) 3 C 3 C C 3 i) B 3 ii) 2 2, Na, 2 3 C 3 C C 3 Mostre o mecanismo dessa reação de preparação de álcoois a partir de alcenos via boranas! 19

20 Substituição Eletrofílica Aromática Nitração do tolueno C 3 C 3 C 3 N 3 / 2 S N o C utros grupos orto/para diretores: alquila, NCR,, R, F, Cl, Br, I ortho 63 % N 2 para 34 % CN N 3 / 2 S 4 25 o C CN N 2 meta nitrobenzonitrile ( 17 % ortho and 2% para ) utros grupos meta diretores: N 2, CN, C, C 2, CR 20

21 Alquilação Regiosseletiva de Cetonas 3 C C 3 base 2 C C 3 2 C C 3 Di-nucleófico 3 C C 3 C 3 I C alkylation 2 C C 3 2 C C 3 Si 3 3 SiCl, silylation 2 C C 3 21

22 Alquilação Regiosseletiva de Cetonas Alquilação de enolatos cinéticos e termodinâmicos C 2 Br Cinético base Termodinâmico C 2 Br N Li (LDA) di-isopropil amideto de lítio : potente base estericamente impedida TMS TMS Thermodynamic Produto Termodinâmico product Kinetic product Produto Cinético 22

23 Alquilação Regiosseletiva de Cetonas Reação regiosseletiva de éteres enólicos de silício Si 3 Li + Br Li Et NaEt, Et Na + Uso de grupo ativante para dirigir a reação de alquilação i) + / 2 (hydrolysis) ii) heat ( C 2 ) Et Et l C 2 Br Na + Et NaEt Et Et 23

24 Alquilação Regiosseletiva de Cetonas Et + / 2 (hydrolysis) C 2 canismo de descarboxilação de um β-ceto ester 24

25 Adição regiosseletiva de nucleófilos à enonas Nu Nu 1,4 addition (conjugate addition) Nu 1,2 addition Nu Bu 2 CuLi l 84% overall yield Bu Bu Bu trans 4 : 1 cis 25

26 Produtos predominantes na adição de nucleófilos em enonas Átomo Nucleofílico Nucleófilo Produto de Adição 1,4 Produto de Adição 1,2 Carbono Nucleofílico RLi idrogênio Nucleofílico eteroátomo Nucleofílico R 2 CuLi RMgBr RMgBr/CuI NaC (C 2 Et) 2 LiAl 4 NaB 4 /CuI NaB 4 /CeCl 3 RN 2 RSNa RNa 26

27 Adição regiosseletiva de nucleófilos a epóxidos C 3 a C 3 83 % C 3 b C 3 Não not observed é observado + C 3 Cl/ ether C 3 11% C 3 C 89% 3 27

28 xidação regiosseletivas de Cetonas a esteres: Reação de Baeyr-Villiger Baeyr Viliger oxidation xidação de Baeyr-Villiger RC 3 + R R' Ar R + R R Ar R Ar Capacidade de migração: terc. sec. fenila prim. metila 28

29 xidação regiosseletivas de Cetonas a esteres: Reação de Baeyr-Villiger Et Et C cis jasmone C 2 90 % Grieco lactone Lactona de Grieco PGE 1 29

30 Exemplos Práticos from from from from ethyne 30