Reações de adição à compostos carbonílicos

Transcrição

1 QFL0342 Reatividade de Compostos rgânicos (2016) Reações de adição à compostos carbonílicos 1. Adição de nucleófilos de (H 2, RH) 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)

2 General Reactions of Carbonyl Compounds Carbonyls react with nucleophiles.

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4 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?

5 Adição de glicóis grupos protetores ciclopentanona H HCH 2 CH 2 H H 2 etilenoglicol acetalcíclico ciclopentanona HSCH 2 CH 2 CH 2 SH 1,3-propanoditiol H S H 2 S ditioacetalcíclico

6 Qual seria o mecanismo de hidrólise ácida do grupamento metilenodioxifenila do safrol? 6

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8 Adição de nucleófilos de Nitrogênio C H 2 N G C H NH G C N G H 2 H 2 N H hidroxilamina C N H oxima H 2 N NH 2 hidrazina C N NH 2 hidrazona H 2 N NHC 6 H 5 fenilidrazina C N NHC 6 H fenilidrazona H 2 N NHCNH 2 semicarbazida C N NHCNH 2 semicarbazona

9 Uso de hidrazonas em análise orgânica funcional - 2 N N 2 - NHNH 2 RC H(R) - 2 N N 2 - NHN C R H(R) 2,4-dinitrofenilhidrazinas Aldeídos e cetonas reagem formando Hidrazonas (com pontos de fusão específicos) 2,4-dinitrofenilhidrazonas (sólidos cristalinos)

10 Compare esse mecanismo com a formação de cetais 10

11 Formação de Acetais: Mecanismo A saída da água é a etapa lenta.

12 Enamines Are Nucleophilic verlap of the nitrogen lone-pair orbital with the doublebond π orbitals increases electron density on the carbon atom

13 Enamine Addition and Hydrolysis Enamine adds to an, -unsaturated carbonyl acceptor The product is hydrolyzed to a 1,5-dicarbonyl compound

14 Imines with vital roles in biological systems imine rhodopsin

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16 Reações de aldeídos ou cetonas com diversos nucleófilos de carbono reagentes de Grignard R"MgX R"Li - MgX R C R'(H) R" - Li R C R'(H) H H H R C R'(H) R" H R C R'(H) álcoois 1 ario, 2 ario ou 3 ario (dependendo do carbono carbonílico) R R'(H) R"C C - R" H R C C CR" R" - C N R'(H) H R C C N -hidroxiacetilenos R'(H) cianoidrina Ph 3 P=CHR <-> Ph 3 P-CHR (reagentes de Wittig) vide tb RLi e outros organometálicos) -

17 Relative acidity of some organic compounds Structure pka EtH 16 R CH 2 C CH 3 CH 2 C H CH 2 N 20; 17 - H H H CH 3 CCH 3 8,6 25 CH 3 C NH 3 N R 2 NH 40 CH 2 CH 3 H R CH C H R 50 CH 2 C H CH 3 n-bu - Li CH 2 C H H CH 2 H pka ,6

18 Lithium and magnesium acetylides THF R C C H H 3 C-H 2 C-H 2 C-H 2 C-Li R C C Li H 3 C-H 2 C-H 2 C-H 2 C-H terminal acetylene (pk a ~ 26) butyllithium lithium acetylide pk a > 60 THF R C C H H 3 C-H 2 C-MgBr R C C MgBr H 3 C-H 2 C-H ethylmagnesium bromide magnesium acetylide

19 Reagentes organometálicos Reagentes de Grignard R CH 2 MgBr R CH 2 - MgBr carbânion eletronegatividade (Escala de Pauling) 2,5 1,3 Françoise August Victor Grignard ( ) (P. Nobel em 1912) 1900: Reagentes de Grignard R CH 2 Br Mg éter R Ȯ... CH 2 MgBr....

20 Mecanismo da reação de Grignard - CH 3 CH 2 -MgBr - H-C-H Formaldehyde ether CH 3 CH 2 -CH 2 A magnesium alkoxide - [MgBr] HCl H 2 H CH 3 CH 2 -CH 2 1-Propanol (a primary alcohol) Mg 2

21 Alguns exemplos da reação de Grignard C H C H H H 3 CCH 2 C 2 H ácido carboxílico H H H 3 CCH 2 C H álcool 1 ario H H 3 CCH 2 MgX haleto de etilmagnésio R' R' C C H R" H H H 3 CCH 2 H C H R' H H 3 CCH 2 C R" R' álcool 2 ario álcool 3 ario H H 3 CCH 2 CH 2 CH 2 H

22 A adição a C 2 a um reagente de Grignard fornece um ácido carboxílico - MgBr - C Carbon dioxide ether HCl H 2 C - [MgBr] CH Cyclopentanecarboxylic acid Mg 2

23 Prepare o 2-fenil-2-butanol através de diferentes combinações entre reagentes de Grignard e compostos carbonílicos. H C-CH 2 CH 3 CH 3

24 Como preparar o 4-fenil-4-hidroxipropanal empregando a reação de Grignard? eparar: H CHCH 2 CH 2 C H 4-fenil-4-hidroxipropanal

25 BrCH 2 CH 2 CH 2-bromoacetaldeído Mg éter BrMgCH 2 CH 2 C H 3-brometo de propanal magnésio BrMgCH 2 CH 2 C H BrMgCH 2 CH 2 C H - MgBr - MgBr BrMgCH 2 CH 2 CCH 2 CH 2 C H H reagente de Grignard adicionaria-se ao próprio reagente!!!

26 Uso de acetais como grupo protetores de compostos carbonílicos BrCH 2 CH 2 CH CH 2CH 2 2-bromoacetaldeído H H H BrCH 2 CH 2 HC BrCH 2 CH 2 HC Mg éter BrMgCH 2 CH 2 HC C H CHCH 2 CH 2 CH H BrMgCH 2 CH 2 HC H CHCH 2 CH 2 CH H H CHCH 2 CH 2 C H 4-fenil-4-hidroxipropanal

27 Uso de acetais como grupo protetores de compostos carbonílicos Como fazer a conversão abaixo? 27

28 Compostos organolítio Compostos organolítio são geralmente mais reativos em adição a C= do que RMgX, e permitem, tipicamente, rendimentos mais elevados Li eletronegatividade Li 0,58 Mg 1,31 C 2,55 CH 3 CC(CH 3 ) 3 3,3-Dimethyl-2- butanone HCl H 2 - Li CC(CH 3 ) 3 CH 3 H CC(CH 3 ) 3 CH 3 3,3-Dimethyl-2-phenyl- 2-butanol

29 Reação de Wittig Método sintético versátil para a síntese de alcenos a partir de aldeídos e cetonas. - Ph 3 P-CH 2 Ilida de fósforo CH 2 Ph 3 P- - Óxido de Trifenilfosfina Metileno- Ciclo-hexano

30 Butil-lítio Butyllithium - Ilidas de fósforo Ph 3 P CH 3 -I S N 2 Ph 3 P-CH 3 I - Triphenyl- Trifenilfosfina phosphine Iodeto An alkyltriphenyl- de alquiltri fenilfosfônio phosphonium iodide CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 Li H-CH 2 -PPh 3 CH 2 -PPh 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 Li I - Ilida A phosphonium de fósforo Butano Butane ylide I -

31 Mecanismo da reação de Wittig Ph 3 P CR 2 - CH 2 CR 2 Ph 3 P CH 2 An oxafosfetano oxaphosphetane - Ph 3 P Triphenylphosphine Óxido de trifenilfosfina oxide CR 2 CH 2 An alceno alkene

32 Aplicações da reação de Wittig