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Santa Maria, novembro de 2008.
Reações de Compostos α-carbonila. Condensações
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOUNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIACENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS
DISCIPLINA DE MECANISMOS DE REAÇÕES ORGÂNICAS
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CONDENSAÇÕES DO TIPO ALDÓLICACONDENSAÇÕES DO TIPO ALDÓLICA
* Reações de aumento de cadeia através de reações entre:
Aldeído + aldeídoCetona + aldeídoCetona + cetona
* Reações catalisadas por ácido ou base
* Reação reversível
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CONDENSAÇÕES DO TIPO ALDÓLICACONDENSAÇÕES DO TIPO ALDÓLICA
* Variações:
Condensação de Claisen (entre dois ésteres)
Reação de Dieckmann (formação de compostos cíclicos)
Reação de Canizzarro (entre aldeídos)
Condensação de Knoevenagel (éster malônico e aldeídos)
Condensação de Doebner (ácido malônico e aldeídos)
Condensação Benzoínica (entre aldeídos e cianeto)
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ENOLATO
ENOLEspécies nucleofílicas
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Adição Nucleofílica a carbonila
Enolato atuando como nucleófilo
Relembrando!!!
Reações de Condensação Aldólica
+H3C H
O
H3C H
OOH
H3C
OH O
H
Aldeído + Aldeído
Aldol(aldeído + álcool)
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Reações de Condensação Aldólica
Base diluída
* Mecanismo deve considerar a acidez dos H
ALDEÍDO + ALDEÍDO (Catálise básica)ALDEÍDO + ALDEÍDO (Catálise básica)
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Reações de Condensação Aldólica
ALDEÍDO + ALDEÍDO (Catálise ácida)ALDEÍDO + ALDEÍDO (Catálise ácida)
+
H3C
OH O
H
+H2C H
O H3C
OH O
H
HH+
H2C H
O
H
H
H2CH
O H
H3C H
OH
H
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Reações de Condensação Aldólica
CETONA + CETONA CETONA + CETONA (Catálise básica)(Catálise básica)
Leva a formação de um produto mais substituído
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CETONA + CETONA CETONA + CETONA (Catálise ácida)(Catálise ácida)
Reações de Condensação Aldólica
+
H3C
OH O
CH3
+H2C CH3
O H3C
OH O
CH3
HH+
H2C CH3
O
H
H
H2CCH3
O H
H3C CH3
OH
H
CH3
CH3
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Reações de Condensação Aldólica
Eliminação (Meio Básico)
Mecanismo – E1cb
Reações de Condensação Aldólica
Aldol Cetona ,-insaturada
Eliminação (Meio Ácido)
Mecanismo E1
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Reações de eliminaçãoTeoria do ET variável: mecanismo de reação de eliminação pode ocorrer através de estados de transição caráter intermediário.
H
X
B HB
X
X
HB
E2E1cb-like Synchronous E2 E2E1-like
X
HB
E1cb
H
X
E1
Increasing C – X Breaking in the C#
Increasing C – H Breaking in the C#
Reações de Condensação Aldólica
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Reações de Condensação Aldólica
• Reações Aldólicas Cruzadas – 2 compostos carbonílicos
• Pode levar a mistura de produtos
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Reações de Condensação AldólicaReações Reações AldólicasAldólicas Cruzadas são importantes quando Cruzadas são importantes quando somente um dos compostos possui hidrogênios alfasomente um dos compostos possui hidrogênios alfa
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Reações de Condensação Aldólica
Reações Reações AldólicasAldólicas CruzadasCruzadas
CondensaçãoCondensação AldólicaAldólica DIRIGIDADIRIGIDA
Quando 2 compostos tem H com pKa próximos pode ser efetuadouma geraçãogeração préviaprévia dodo enolatoenolato de um dos compostos carbonilados,mediante o uso de basesbases fortesfortes e nãonão--nucleofílicasnucleofílicas, como i-Pr2NLi(LDA), por exemplo.
Os enolatos das cetonas inicialmente gerados são tratados in situ comaldeídos que se comportam como espécies eletrofílicas, levando aosadutos aldólicos.
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MecanismoMecanismo dada adiçãoadição aldólicaaldólica viavia enolatosenolatos prépré--formadosformados
cetona
Cetona ou aldeído
pKa ~ 35pKa ~ 20
irreversível
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CONDENSAÇÃO ALDÓLICA INTRAMOLECULAR
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CONDENSAÇÃO ALDÓLICA INTRAMOLECULAR
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CONDENSAÇÃO DE CLAISEN Entre 2 ésteres
- Usada na síntese de -ceto ésteres
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CONDENSAÇÃO DE CLAISEN
• A base utilizada deve ser igual a porção alcoxila do éster
G
O
O
OH
G
O
O
OH
G
OH
O
OG
O
O
HO+ +
CH3COC2H5
O
+ -OC2H5 CH3COC2H5
-O
OC2H5
A utilização de hidróxidos metálicos leva a saponificaçãoA utilização de hidróxidos metálicos leva a saponificação
UmaUma reaçãoreação análogaanáloga ocorreocorre entreentre CETONASCETONAS ee ésteresésteres.. DevidoDevido aamaiormaior acidezacidez dosdos hidrogênioshidrogênios aa carbonilacarbonila dada cetonacetona ((pKapKa ~~ 2020)) ememrelaçãorelação àquelesàqueles aoao grupogrupo ésteréster ((pKapKa ~~ 2525),), podepode--sese controlarcontrolar aaformaçãoformação exclusivaexclusiva dada 11,,33--dicetonadicetona desdedesde queque aa cetonacetona ee aa basebase sejamsejamlentamentelentamente adicionadasadicionadas aoao ésteréster..
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REAÇÃO DE DIECKMANN
A acilação intramolecular leva a formação preferencialmente de aneis de 5 e 6 membros.
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REAÇÃO DE CANIZZARRO
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O
H
O
H
HO
O
O
REAÇÃO DE CANIZZARRO
O
H
O
H
HO
O
H
O
H
HO
O
H
O
H
OH
HO
O
H
O
H
OO
HO
H
O
H
O
HO
H
O
H
O
O
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CONDENSAÇÃO DE KNOEVENAGEL
Mecanismo:
1ª etapa
Utiliza Éster MalônicoEssaEssa reaçãoreação éé facilitadofacilitado nana presençapresença dede umum catalisadorcatalisador ácidoácido,, ememgeralgeral umauma misturamistura dede ácidoácido acéticoacético ee aminaamina secundáriasecundária..
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CONDENSAÇÃO DE KNOEVENAGEL
2ª etapa
3ª etapa
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CONDENSAÇÃO DE DOEBNER
Mecanismo:
1ª etapa
Utiliza Ácido Malônico
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CONDENSAÇÃO DE DOEBNER
2ª etapa
3ª etapa
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CONDENSAÇÃO BENZOÍNICA
H
O
+ CN
O
CNH
OH
CN + H
O
O
HO CN
OH
O CN
OH
O
Alfa hidroxi cetona
Reações de Mannich: condensação de um composto carbonílicoenolizável com um íon imínio.
Por causa da maior reatividade do íon imínio, as condensações queenvolvem iminas são frequentemente feitas em meio ácido, onde aimina é protonada.
1ª Etapa: Preparação do íon imínio
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2ª Etapa: Formação da base de Mannich
Obs.: a reação é usualmente limitada a aminas secundárias, pois com aminas primárias pode ocorrer dialquilação. A dialquilação pode ser usada quando o produto desejado for a formação de um anel.
Adição de Michael
Adição de Enolatos para compostos α,β-insaturados;Estudadas por Arthur Michael em 1887.
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Adição de Michael
Anelação de Robinson
Uma adição de Michael seguida de uma condensação aldólica;Robert Robinson (Prêmio Nobel 1947) .
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Anelação de Robinson