Química organica

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Questão 1. As questões a seguir são baseadas no esquema abaixo 
 
(a) Forneça os reagentes apropriados para converter 1 em 2. Que tipo de reação é esta? 
(0.25 pontos) 
NaBH4 ou LiAlH4. Esta é uma reação de redução 
(b) Forneça as estruturas dos compostos 3 e 4. (0.25 pontos) 
 
(c) Forneça um mecanismo plausível para converter 1 em 5. (0.25 pontos) 
 
(d) Descreva as condições reacionais para o preparo de EtMgBr (0.25 pontos) 
O brometo de etilmagnésio deve ser preparado a partir do brometo de etila e 
magnésio em solvente etéreo anidrido - tetrahidrofurano (THF) ou éter etílico (Et2O) 
– sob atmosfera de nitrogênio. Esses cuidados evitam a decomposição do reagente 
de Grignard formado. 
Questão 2. O composto 7 pode ser preparado a partir de 6 com amônia (NH3) como 
mostrado abaixo 
 
(a) Forneça um mecanismo plausível que explique a formação de 7 a partir de 6 (0.50 
pontos) 
 
 
(b) Considerando o composto 6, explique porque apenas o grupo funcional “cloreto de 
acila” reage com amônia. Sua resposta deve incluir uma discussão dos efeitos 
eletrônicos dos grupos -Cl e -OMe. (0.50 pontos) 
Há dois fatores eletrônicos afetando a eletrofilicidade da carbonila. 1) O efeito 
indutivo que aumenta a eletrofilicidade da carbonila devido a eletronegatividade do 
átomo diretamente ligado a ela. 2) O efeito mesomerico (ou de ressonância) que 
diminui a eletrofilicidade da carbonila pela conjugação do par de elétrons. Além 
destes dois efeitos, o grupo de saída também é um fator importante em relação a 
reatividade. No caso do átomo de cloro, este aumenta a eletrofilicidade da carbonila 
pelo efeito indutivo e não consegue diminuir a eletrofilicidade da carbonila pelo efeito 
mesomérico (a diferença do tamanho dos orbitais do carbono e do cloro não é 
compatível). Já o grupo -OMe também aumenta a eletrofilicidade da carbonila por 
efeito indutivo porém os pares de elétrons do oxigênio acabam diminuindo a 
eletrofilicidade pela efeito mesomérico. Somando estes efeitos, temos que a carbonila 
do cloreto de acila é mais eletrofílica que o do éster. Além destes fatores eletrônicos, 
o grupo -Cl (pKa = -6.3) é um melhor grupo de saída do que o OMe (pKa = 16) 
Questão 3. Considerando os compostos 8 – 14 no esquema abaixo. 
 
(a) Coloque em ordem de reatividade os grupos funcionais abaixo frente a reação de 
redução com lítio alumínio hidreto (LiAlH4). Numere os compostos sendo o primeiro (1º) 
o mais reativo e o sétimo (7º) o menos reativo e justifique a ordem escolhida. Sua 
resposta deve incluir uma discussão dos efeitos eletrônicos que afetam a eletrofilicidade 
da carbonila. (0.5 pontos) 
 
Há dois fatores eletrônicos afetando a eletrofilicidade da carbonila. 1) O efeito 
indutivo que aumenta a eletrofilicidade da carbonila devido a eletronegatividade do 
átomo diretamente ligado a ela. 2) O efeito mesomerico (ou de ressonância) que 
diminui a eletrofilicidade da carbonila pela conjugação do par de elétrons. 
 
O cloreto de ácido 10 é o mais reativo por ser um grupo retirador de elétrons (por 
efeito indutivo) sem que haja a estabilização por efeito de ressonância. 
 
O aldeído 12 e o segundo mais reativo pois o hidrogênio não atua nem como um grupo 
retirador de elétrons por efeito indutivo nem como um grupo doador de elétrons por 
ressonância. 
 
A cetona 9 é o terceiro mais reativo pois o grupo metila age como um grupo pouco 
doador de elerons devido a hipercunjugação da ligação C-H -> *C=O, o que diminui um 
pouco a eletrofilicidade da carbonila. Além disso, o grupo metila pode causar 
impedimento estérico ao nucleófilo diminuindo a sua reatividade. 
 
O anidrido 14 é o quarto mais reativo pois o oxigênio atua como um grupo retirador 
de elétrons por efeito indutivo porém há uma diminuição da eletrofilicidade da 
carbonila devido ao efeito de ressonância do oxigênio. Esse efeito acaba sendo menos 
intenso do que no éster 13 pois o mesmo par de elétrons está conjugado com ambas 
as carbonilas, tornando menos eficiente a doação e deixando a carbonila mais reativa 
em relação ao ester 13 que é o quinto mais reativo 
 
A amida 11 é a sexta mais reativa pois o nitrogênio é menos eletronegativo que o 
oxigênio, o que diminui o efeito indutivo ao mesmo tempo que aumenta o efeito 
mesomérico, contribuindo bastante para a diminuição da reatividade 
 
Por fim, o acido carboxílico 8 é o menos reativo pois a primeira reação que ocorre é a 
desprotonação devido à alta acidez do hidrogênio. Isto transforma o ácido carboxílico 
em carboxilato, fazendo com que a carga negativa se delocalize na carbonila. Isto 
acaba por diminuir bastante a eletrofilicidade da carbonila frente a ataques 
nucleofílicos. 
(b) Forneça os produtos dessas reações de redução com hidreto de alumínio e lítio (LiAlH4) 
para cada um dos compostos. (0.5 pontos) 
 
Questão 4. Proponha uma rota sintética com reagentes e condições para a síntese do 
composto 15. Você pode escolher quaisquer reagentes desde que possuam quatro ou 
menos carbonos. (1.0 pontos) 
 
 
 
Questão 5. A alanina (17) é um aminoácido que ocorre naturalmente na natureza. No 
entanto, é possível obtê-la sinteticamente a partir de reagentes simples como o acetaldeído 
(16) mostrado no esquema abaixo 
 
(a) Proponha os reagentes e condições reacionais I e II (0.25 pontos) 
(b) Proponha a estrutura do composto A (0.25 pontos) 
 
(c) Forneça um mecanismo plausível para a conversão de 16 em 17 (0.5 pontos) 
 
Questão 6. O cetoéster 18 é um material de partida comumente empregado em síntese 
orgânica. 
 
(a) O cetoéster 18 está em equilíbrio com mais de uma forma enólica. Forneça a estrutura 
do enol majoritário de 18 e justifique o porquê de ser a forma mais estável. (0.25 
pontos) 
 
 
(b) A reação de 18 com o íon metóxido (MeO-) leva à formação de um íon enolato. 
Proponha a estrutura do íon enolato e forneça um mecanismo adequado para a sua 
formação. (0.25 pontos) 
 
 
(c) Forneça os reagentes necessários para converter 18 em 19 (0.25 pontos) 
 
(d) A reação de 18 com Me2N-NH2/H+ fornece o composto 20. Por que a hidrazina Me2N-
NH2 reage com a cetona ao invés do grupo funcional éster em 18? (0.25 pontos) 
A hidrazina Me2N-NH2 reage com a cetona pois a carbonila é mais eletrofílica. 
Questão 7. Um exemplo do uso da química de enolatos para a síntese do composto 24 é 
mostrado no esquema abaixo 
 
(a) Forneça um mecanismo plausível para todas a etapas nessa sequência sintética (0.50 
pontos) 
 
(b) Explique por que NaOH não deve ser utilizado como base na primeira etapa da reação 
(0.50 pontos) 
Pois a utilização de NaOH levaria a hidrólise do éster para o ácido carboxílico. A 
utilização de etóxido de sódio permite que o éster seja isolado após o tratamento da 
reação. 
Questão 8. O procedimento para -alquilação do aldeído 25 em duas etapas, via silil enol 
éter, é mostrado abaixo. 
 
(a) Forneça um mecanismo plausível para todas a etapas nessa sequência sintética (0.50 
pontos) 
 
(b) O tratamento do aldeído 25 com LDA em THF a -78 ºC leva a problemas de 
autocondensação. Utilizando os seus mecanismos propostos no item (a), explique 
como o uso do silil enol éter resolve este problema. (0.25 pontos) 
O silil enol éter não é suficientemente reativo para realizar reações de auto-
condensação. Desse modo, o aldeído inicial pode ser convertido quantitativamente 
no silil enol éter. Esse equivalente de enolato é então convertido quantitativamente 
no enolato de lítio evitando que o aldeído e o enolato estejam presentes em solução 
ao mesmo tempo, assim evitando a reação lateral de auto-condensação. 
(c) Quais outras abordagens podem ser utilizadas para a síntese do aldeído 27 a partir do 
aldeído 25? Forneça reagentes e condições. (0.25 pontos) 
Uma segunda abordagem é a transformação via aza-enolato que consiste na 
condensação do aldeído com uma amina primária, seguida da desprotonação com LDA 
e alquilação com MeI. Por fim, a iminaresultante é hidrolisada com solução aquosa 
ácida. 
 
Questão 9. Diplodialido A pode ser preparado do acetoacetato de etila 28 como mostrado 
no esquema sintético abaixo. 
 
(a) Explique a regioseletividade observada da reação fornece o composto 29. (0.75 
pontos) 
A regiosseletividade observada se deve a formação do diânion do acetoacetato de 
etila (28). O segundo a segunda desprotonação faz com que essa posição se torne 
mais reativa frente a reação de alquilação. 
 
(b) Proponha a estrutura do composto A (0.25 pontos) 
 
 
Questão 10. Proponha uma sequência sintética para o composto 31 a partir do 
acetoacetato de etila 32 (1.0 pontos)