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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