4 QUI02019-aula 11-07-22

Prévia do material em texto

31/08/21 
1 
1 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
QUÍMICA ORGÂNICA IV – QUI02019 
2 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Desconexões em moléculas contendo N e O em 
relação 1,3 ; 
Compostos 1,3 e 1,5 dicarbonílicos; 
 
Desconexões ilógicas. 
þ 
þ 
þ 
31/08/21 
2 
3 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Desconexões em moléculas 
contendo N e O em relação 1,3 
4 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Nitrilas podem realizar reações de 
condensação. 
1. Base
2.
O
HO C
R
R C N
N
H H
R C
N
O
HO
R
NH2
1,3-aminoálcool
Redução 1 2 3
R C
N
31/08/21 
3 
5 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Retrossíntese de 1,3-aminoálcoois 
HO
R2
NH2
R1
+ - +
FGI 
+ -HO C
R2
NR
1
O
C
R2
N
R1
+
6 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Análise retrossintética 
N Me
MeHO
MeO
1
2
3
CN
MeO
O
CN
HO
MeO
FGI
Br
MeO
+
CN
NH2
HO
MeO
+ HCHO
NaBH3CN
31/08/21 
4 
7 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Síntese 
NH2
HO
MeO
CN
HO
MeO
CN
MeO
O
Br
MeO
NaCN 1. B
2.
H2
Pd/C
HCHO
NaBH3CN
TM
8 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Outras reações importantes 
 de nitrilas 
R CN
31/08/21 
5 
9 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Síntese de 1,2-aminoálcools via 
cianoidrinas 
R NH2
OH
1
2
FGI 
R CN
OH
Cianoidrina
R
O
+ CN
R NH2
OH
1
2
R CN
OH
R
O
KCN H2
Pd/C
1,2-aminoálcool
Síntese:
10 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Reação de Strecker: 
Síntese de α−aminoácidos 
R OH
O
NH2
α−aminoácido
FGI 
R CN
NH2
R
O
+ NH3 + CN
31/08/21 
6 
11 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
R
O NaCN
NH4Cl
Síntese:
R
N
HH
CN
R CN
NH2
R OH
O
NH2
Hidrólise
H3O
12 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
A reação de Manich 
31/08/21 
7 
13 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
A reação de Manich sintetiza 
aminas com relação 1,3 com um 
grupo carbonila. 
R1 N
OH
R2
1
2 3 R
3
R3
R1 N
O
R2
1
2 3 R
3
R3
FGI 
R1
O
R2
+ H H
O
+ R3
H
N R3
Manich
14 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
R1 N
O
R2
1
2 3R1
O
R2
R3
R3
R3
H
N R3
N R
3
R3
HCHO
H
R1
OH
R2 _ H
Mecanismo da Reação de Manich 
31/08/21 
8 
15 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Análise retrossintética 
Cl
NMe2
Me OH
Me
Clobutinol
(anti-tosse)
Cl
MgBr
+
Me NMe2
Me
O
1
2
3
Me NHMe2
Me
O
HCHO+ +
Manich
Cl
MgBr
Me
NHMe2
Me
O
HCHO
H
Me NMe2
Me
O
TM
Síntese:
16 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Compostos 1,3-dicarbonílicos: 
A reação de Claisen 
31/08/21 
9 
17 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
R R
O O
+ - +
1,3-dicetona
R R
O OH
+ - +
FGI 
R R
O O
+
Aldol
18 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
R R
O O
+ - +
1,3-dicetona
R R
O O
+ Synthons
R
O
R
O
EtO
Éster
Equivalentes
sintéticos
31/08/21 
10 
19 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
A reação de Claisen 
R
O
BH R
O
EtO R
O
R R
O O
1,3-dicarbonílico
R R
O O
H
20 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
R R
O O
+ - +
1,3-dicetona
R R
O O
+ Synthons
R
O
R
O
EtO
Éster
Equivalentes
sintéticos
Observação… 
Cloretos de acila não são uma boa opção devido 
à preferência pela O-acilação. Desta forma, 
utiliza-se um éster. 
31/08/21 
11 
21 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
R
O
Cl R
O
O R
O
O-acilação
Observação… 
22 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Análise retrossintética 
Ph
O O
+ - +
O
+
Ph
O
Synthons
O
+
Ph
O
MeO
Equivalentes
sintéticos
Ph
O OO
Ph
O
MeO
Síntese:
LDA
O
Li O
Ph
O
H
31/08/21 
12 
23 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Sistemas 1,5-dicarbonílicos 
R R
O O
1 2
3
4
5
24 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
O O
+ + +- -
1,5-dicarbonílico
+
O O
Synthons
+
O O
EtO
O Equivalentes
sintéticos
Adição de Michael
31/08/21 
13 
25 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
O
O
EtO
O
O
H
O
EtO
O
O
1. NaOH
2. HCl,
O O
1 2
3
4
5
Decarboxilação
B
O
EtO
O
NaOEt
H H
O
EtO
O
Síntese 
26 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Análise retrossintética 
O
CO2H
1 2
3
4
5
O
+ CO2 Synthons
O
+ MeO OMe
O O Equivalentes
sintéticos
31/08/21 
14 
27 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
MeO OMe
O O
MeONa
H H
MeO
MeO OMe
O O
O
O
OMe
O
OMeO
H
Síntese 
O
OMe
O
OMeO
1. KOH
2. H,
TM
O
OH
O
Decarboxilação
28 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Desconexões ilógicas 
31/08/21 
15 
29 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Até o momento, desconexões em 
TMs que contenham dois grupos 
funcionais tem seguido o padrão 
n a t u r a l d e r e a t i v i d a d e 
( d e s c o n e x õ e s l ó g i c a s ) , 
conduz indo a e le t ró f i los e 
nucleófilos comuns. 
30 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
R R'
O OH
+ - +
R R'
O OH
+
Synthons
R R'
O O
+
Equivalentes
sintéticos
R R'
O O
+ - + - +
R R'
O O
+ Synthons
R
O
R'
O
+ Equivalentessintéticos
Padrão natural de reatividade
"Desconexões lógicas"
31/08/21 
16 
31 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
No entanto, nem todas as 
moléculas seguem este 
padrão. 
“Desconexões ilógicas” 
32 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Compostos 1,2-dissubstituídos 
31/08/21 
17 
33 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Quando uma molécula alvo possui 
dois carbonos adjacentes ligados 
a á t o m o s d e o x i g ê n i o , a 
desconexão resultante não resulta 
em nucleóf i los e eletróf i los 
“lógicos”. 
34 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
HO OH
Synthons
HO OH
+
Lógico 
Equivalentes
sintéticos
O
+ ?
Ilógico 
OH
HO O
Synthons
OH
HO O
+
Lógico 
Equivalentes
sintéticos
O
Ilógico 
+ ?
HO O
Synthons
HO O
+
Lógico 
Equivalentes
sintéticos
O
Ilógico 
+ ?
31/08/21 
18 
35 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
OH
HO O
OH
HO O
Iniciando a análise da 
polaridade latente a partir 
da C−OH 
Iniciando a análise da 
polaridade latente a partir 
da CO2H 
+ - 
- + 
Polaridade latente dissonante 
Polaridade latente 
36 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
A palavra alemã “Umpolung” é 
usada para descrever situações 
deste tipo, onde um synthon de 
polaridade oposta à normalmente 
associada a determinado grupo 
funcional deve ser utilizada. 
31/08/21 
19 
37 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
1,2-diols 
Podem ser obtidos à partir de alcenos 
OsO4
1. m-CPBA
2. H3O
HO OH
HO OH
Hidroxilação "Syn"
Hidroxilação "Anti"
HO OH
FGI
Várias metodologias
38 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Ácidos α−hidroxi carboxílicos: 
 Umpolung 
OH
HO O
Synthons
OH
HO O
+
Lógico 
Equivalentes
sintéticos
O
Ilógico 
+ ?
Faz-se necessário tornar o 
carbono carbonílico nucleofílico 
(Umpolung) 
“Inversão de polaridade” 
31/08/21 
20 
39 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
A i n v e r s ã o d e p o l a r i d a d e 
(Umpolung) neste caso, pode ser 
obtida através do uso do ânion 
cianeto como um equivalente 
sintético ao ânion carboxila 
Nitrilas podem ser hidrolisadas a 
ácidos carboxílicos. C OH
O
CN
40 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Síntese: 
CN
H3O
H
HO CO2H
α−hidroxi ácido
H
O CN
H
H
O
1. KCN
2. H3O H
HO CN
Cianoidrina
31/08/21 
21 
41 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
H
HO CO2H FGI
H
HO CN
Cianoidrina
H
HO
CN+ Synthons
H
O
KCN Equivalentessintéticos
Análise retrossintética 
42 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
α−hidróxi cetonas 
HO O
31/08/21 
22 
43 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Desconexões em α−hidróxi 
cetonas ou α−hidróxi aldeídos 
resultam em synthons ilógicos que 
possuem um grupo carbonila 
nucleofílico. 
Synthons
HO O
+
Equivalentes
sintéticos
O ?
HO O
 α−hidróxi cetona
44 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
É necessário tornar o grupo 
carbonila nucleofílico 
( Umpolung) 
Synthons
HO O
+
Equivalentes
sintéticos
O ?
HO O
 α−hidróxi cetona
31/08/21 
23 
45 
 
Prof. Dr.José Eduardo Damas Martins 
Uma das estratégias que fornece o 
necessário “umpolung” é o uso do 
ânion 1,3-ditiana como equivalente 
sintético do ânion acila, que é 
muito instável. 
C
O
Ânion acila
"Instável"
S S
Ânion 1,3-ditiana
"Estável"
46 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Síntese do ânion 1,3-ditiana: 
BuLi
Ânion 1,3-ditiana
R
SS ou
R
SS
Li
Tioacetal
R H
O
HS SH
BF3
R H
SS
31/08/21 
24 
47 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
A reação entre o ânion ditiana com 
um aldeído ou cetona, seguido de 
hidrólise, fornece uma α−hidróxi 
cetona. 
O
R
S
S
H
 α−hidróxi cetona
Hg+2
H2O
HO
R
OS S
R
R H
O
Li1.
2. H3O
HO
R
S
S
48 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Análise retrossintética 
OH
O
OHO
+ Synthons
O
HS SH+
BF3
O
Equivalentes
sintéticos
SS
Li
31/08/21 
25 
49 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Outra opção de representação 
OH
O
O
HS SH+
BF3
SS Synthons+
OH
O
Equivalentes
sintéticos
SS
Li
FGI OHS
S
50 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Síntese: 
O HS SH
BF3
OHS
S
SS
H
1. BuLi
2. O
HgCl2
H2O
TM
31/08/21 
26 
51 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Observação: 
O HS SH
BF3
SS
H
BuLi SS
Li
H
O HS SH
BF3 H
SS
H
BuLi
H
SS
LiH
BrSN2
52 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Análise retrossintética 
OH
Ferormônio sexual
do besouro
FGI O
Synthons
O
+
Equivalentes
sintéticos
Li
SS Br+
O
+ HS SH
BF3
31/08/21 
27 
53 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
OH
Ferormônio sexual
do besouro
FGI O
FGI SS SynthonsSS +
Equivalentes
sintéticos
Li
SS Br+
O
+ HS SH
BF3
Outra opção de representação 
O HS SH
BF3
SS
H
1. BuLi
2.
HgCl2
H2O
TMSS
Br
Síntese:
54 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Aplicações do ânion ditiana 
31/08/21 
28 
55 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
EXERCÍCIOS 
56 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul 
QUI 2019 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Lista 1: Análise retrossintética 
1− Forneça o respectivo equivalente sintético para cada synthon abaixo. Em outras palavras, 
quais materiais de partida teriam a reatividade desejada ? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O
O
OH
OH
O
OH
O
OEt
faz adição 1, 4
2 synthons possíveis
O
OH
faz adição 1, 2 O
OH
OH
O
a) b) c)
d)
e) f)
g)
h) i)
j)
k) l)
m)
n) o)
O
OEt
O
2 synthons possíveis
31/08/21 
29 
57 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
H3C OH H3C Ph
OH
OH NH2
O
OH
Ph
CH3
OMe
(racêmico)
O
OEt
O O O
OH OMe
OH
OH
OH
Br
O
O
C)
A)
E)
G)
I)
K)
B)
D)
F)
H)
J)
 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul 
QUI 2019 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Lista 1: Análise retrossintética 
1− Forneça o respectivo equivalente sintético para cada synthon abaixo. Em outras palavras, 
quais materiais de partida teriam a reatividade desejada ? 
 
 
 
2− Forneça os reagentes necessários para cada transformação abaixo. Caso seja necessário 
mais de uma etapa, indique a estrutura de cada intermediário. Considere a régio e 
estereoquímica quando aplicável. 
	
	
	
O
O
OH
OH
O
OH
O
OEt
faz adição 1, 4
2 synthons possíveis
O
OH
faz adição 1, 2 O
OH
OH
O
a) b) c)
d)
e) f)
g)
h) i)
j)
k) l)
m)
n) o)
O
OEt
O
2 synthons possíveis
H3C OH H3C Ph
OH
OH NH2
O
OH
Ph
CH3
OMe
(racêmico)
O
OEt
O O O
C)
A)
E)
B)
D)
F)
58 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
	
	
	
3− Forneça	a	análise	retrossintética	das	moléculas	alvo	abaixo	a	partir	dos	materiais	de	partida	designados.		
	
	
4− Usando	análise	retrossintética,	sugira	a	síntese	dos	compostos	abaixo	utilizando	materiais	de	partida	com	
no	máximo	sete	carbonos.	
	
5− Partindo	da	ciclohexanona,	descreva	a	síntese	de	cada	molécula	alvo	abaixo	e	após	descreva	a	retrossíntese	
indicando	os	processos	e	desconexões	quando	houver.	
	
6− Partindo-se	do	brometo	de	alquila	enantioméricamente	puro,	proponha	a	síntese	do	ferormônio	de	formiga	
abaixo.	Descreva	também	a	retrossíntese.	
	
O
CH3 A partir de
O OH
 A partir de
O
CH3
H3C Ph
H3C OH
 A partir de H3C CH3
O
H3C Ph
OH
Ph
O
 A partir de
a) b)
c) d)
O O O
O
O
Ph
O
a) b) d)
OH
O
OH
c)
O
Ph
O
a) b) d)c)
O O
O
OHCH3C
O
O
CO2Et
O
OEt
O
O
O
e) f) g) h)
O
Br
O
?
(S)-(−) ferormônio de formiga
(S)-(−)-brometo de alquila
31/08/21 
30 
59 
 
Prof. Dr. José Eduardo Damas Martins 
Stuart G. Warren. Organic Synthesis: The 
Disconnection Approach, John Wiley 
Laurie S. Starkey, Introduction to Strategies for 
Organic Synthesis 
Christine Willis and Martin Wills, Organic Synthesis, 
Oxford 
Bibliografia: 
Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S.; Wothers, P. Organic 
Chemistry. Oxford-UK