acidos carboxilicos e derivados

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

DQOI - UFC Prof. Nunes
Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Departamento de Química Orgânica e Inorgânica
Química Orgânica II
Reações de Reações de Ácidos CarboxílicosÁcidos Carboxílicos
e e DerivadosDerivados
Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr.
nunes.ufc@gmail.com
e e DerivadosDerivados
Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr.
nunes.ufc@gmail.com
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos são compostos com uma porção –COOH.
Estes compostos são abundantes na natureza, onde eles são
responsáveis ​​por alguns familiares odores.
Ácidos CarboxílicosÁcidos Carboxílicos
DQOI - UFC Prof. Nunes
As características estruturais do grupo carboxila são mais aparentes no
ácido fórmico.
Ácidos Carboxílicos - EstruturaÁcidos Carboxílicos - Estrutura
planar
Adicionalmente, a hibridação sp2 do oxigênio da hidroxila permite que
um de seus pares de elétrons seja deslocalizado através do “overlap”
com o sistema  do grupo carbonila.
planar
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ácidos carboxílicos reagem com alcoóis e formam ésteres por uma
reação conhecida como esterificação.
Reações de Ác. Carboxílicos - EsterificaçãoReações de Ác. Carboxílicos - Esterificação
Tais reações são catalisadas por ácidos ou através da remoção da água
formada no meio reacional.
DQOI - UFC Prof. Nunes
O
OH
HO
..
..
O-
OH
O
H
..
..
..
..
: +
Mecanismo da EsterificaçãoMecanismo da Esterificação
~ H+
O-
O
O H
H
..
:
+
:
O
O
+ HOH
DQOI - UFC Prof. Nunes
HO
O
HO
O
HO
O
OH
OH
OH
glicerolglicerol ácido graxo (palmítico)ácido graxo (palmítico)
Síntese de Ésteres - EsterificaçãoSíntese de Ésteres - Esterificação
O
O
O
O
O
O
+ 3 HOH
glicerolglicerol ácido graxo (palmítico)ácido graxo (palmítico)
triacilgliceróistriacilgliceróis (óleos e gorduras)(óleos e gorduras)
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ácidos carboxílicos cujas moléculas têm um grupo hidroxila num
carbono g ou  sofrem esterificação intramolecular e dão ésteres cíclicos
conhecidos com g ou –lactonas.
Síntese de Ésteres Cíclicos - LactonasSíntese de Ésteres Cíclicos - Lactonas
DQOI - UFC Prof. Nunes
Lactonas NaturaisLactonas Naturais
DQOI - UFC Prof. Nunes
HO
O
OH
..
..
a
b


O
O-
H
OH
a
b
  ..
+
..
..
..
..
Mecanismo de LactonizaçãoMecanismo de Lactonização
O mecanismo da esterificação intramolecular é idêntico ao mecanismo
da esterificação intermolecular.
O
O
lactona
a
b
 
~ H+
O
O-
O
H
H
a
b
  ..
..
:
+
- H2O
DQOI - UFC Prof. Nunes
Reações em que se esperariam obter hidroxiácidos, frequentemente
levam à formação de lactonas, se sistemas com 5 ou 6 puderem ser
formados:
Síntese de Ésteres Cíclicos - LactonasSíntese de Ésteres Cíclicos - Lactonas
- H2O
DQOI - UFC Prof. Nunes
Escreva a estrutura do hidroxiácido correpondente que levou à formação
de cada uma das lactonas abaixo:
Síntese de Ésteres Cíclicos - LactonasSíntese de Ésteres Cíclicos - Lactonas
- H2O
DQOI - UFC Prof. Nunes
A introdução de um halogênio no carbono-a de um ácido carboxílico
requer um conjunto de condições reacionais.
A bromação, por exemplo, envolve o tratamento do ácido carboxílico
com bromo, na presença de uma pequena quantidade de PCl3 como um
catalisador.
a-Halogenação de Ácidos Carboxílicosa-Halogenação de Ácidos Carboxílicos
DQOI - UFC Prof. Nunes
Este método de bromação de ácidos carboxílicos é chamado de reação
Hell–Volhard– Zelinsky.
Às vezes, a reação é realizada utilizando-se pequenas quantidades de
fósforo como catalisador ao invés de PCl3.
a-Halogenação de Ácidos Carboxílicosa-Halogenação de Ácidos Carboxílicos
DQOI - UFC Prof. Nunes
Um método padrão para a preparação de um a-aminoácido utiliza ácidos
a-bromocarboxílicos como substrato e amônia aquosa como nucleófilo.
a-Halogenação de Ácidos Carboxílicosa-Halogenação de Ácidos Carboxílicos
DQOI - UFC Prof. Nunes
Ácidos a-iodo carboxílicos não são normalmente preparados pela
iodação direta de ácidos carboxílicos sob as condições da reação de
Hell–Volhard–Zelinsky.
Mostre como você converteria o ácido octadecanóico em seu derivado
2-iodo por uma sequência eficiente de reações.
ExercícioExercício
DQOI - UFC Prof. Nunes
A perda de uma molécula de CO2 a partir de uma molécula de ácido
carboxílico é conhecido como descarboxilação.
A descarboxilação de um ácido carboxílico simples ocorre grande
dificuldade.
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
dificuldade.
Compostos que sofrem descarboxilação térmica incluem aqueles
relacionados com o ácido malônico.
DQOI - UFC Prof. Nunes
É importante observar que somente um grupo carboxila é perdido neste
processo.
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
No mecanismo abaixo, podemos ver a assistência que uma carboxila dá
à outra para sua saída.
DQOI - UFC Prof. Nunes
No mecanismo abaixo, podemos ver a assistência que uma carboxila dá
à outra para sua saída.
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os prótons ligados no C2 do ácido malônico não estão diretamente
envolvidos no processo e, então, podem ser substituídos por outros
substituintes sem muito efeito na facilidade de descarboxilação.
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
2
2
DQOI - UFC Prof. Nunes
Escreva a estruturas os produtos formados a partir da descarboxilação
de cada um dos ácidos carboxílicos que seguem:
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
DQOI - UFC Prof. Nunes
Escreva a estruturas os produtos formados a partir da descarboxilação
de cada um dos ácidos carboxílicos que seguem:
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
DQOI - UFC Prof. Nunes
Escreva a estruturas os produtos formados a partir da descarboxilação
de cada um dos ácidos carboxílicos que seguem:
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
DQOI - UFC Prof. Nunes
Observe que o grupo carboxila que fica para trás durante a
descarboxilação do ácido malônico tem uma função hidroxila que não
está diretamente envolvida no processo.
Compostos que têm substituintes outros sofrem descarboxilações
análogas.
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
análogas.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os compostos que mais frequentemente sofrem este tipo de reação são
os b-cetoácidos, em que o carbono b é uma função carbonila.
A descarboxilação de b-cetoácidos leva à formação de cetonas.
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
Descarboxilação do Ácido Malônico
e Compostos Relacionados
b
b
DQOI - UFC Prof. Nunes
Mostre as mudanças das ligações que ocorrem, e a estrutura do
intermediário formado na descarboxilação térmica do seguinte
composto:
ExercícioExercício
DQOI - UFC Prof. Nunes
Mostre as mudanças das ligações que ocorrem, e a estrutura do
intermediário formado na descarboxilação térmica do seguinte
composto:
ExercícioExercício
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ácidos carboxílicos sãosão reduzidosreduzidos a alcoóis
por meio de tratamento com
hidretohidreto dede alumínioalumínio ee lítiolítio (LiAlH4 ≡ LAH).
Redução de Ácidos CarboxílicosRedução de Ácidos Carboxílicos
A primeira etapa do provável mecanismo é uma transferência de prótons,
porque o LAH não é apenas um potente nucleófilo, mas também pode
funciona como uma base forte, formando um íon carboxilato.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Existem várias possibilidades para o resto do mecanismo. Uma possibilidade
envolve uma reação do íon carboxilato com AIH3, seguido de eliminação de
modo a formar um aldeídoaldeído:
Redução de Ácidos CarboxílicosRedução de Ácidos Carboxílicos
Sob estas condições, o aldeídoaldeído não pode ser isolado. Em vez disso, é ainda
atacados pelo LAHLAH para formar um alcóxido que é, então, protonado quando
H3O
+ é adicionado ao fraco reacional.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Um método alternativo para reduzir ácidos carboxílicos envolve a utilização
de borano (BH3).
A reduçãoredução comcom boranoborano é muitas vezes preferível à redução com LAHLAH, porque
Redução de Ácidos CarboxílicosRedução de Ácidos Carboxílicos
A reduçãoredução comcom boranoborano é muitas vezes preferível à redução com LAHLAH, porque
o borano reagereage seletivamenteseletivamente comcom umum grupogrupo ácidoácido carboxílicocarboxílico nana presençapresença
dede umum outrooutro grupogrupo carbonilílicocarbonilílico.
Como um exemplo, se a reação seguinte fosse realizada com LAHLAH em vez de
boranoborano, ambos os grupos carbonilícos seriam reduzidos.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Identifique os reagentes que você usaria para realizar cada uma das
seguintes transformações:
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos também sofrem muitas reações que não implicam
em uma mudança em seu estado de oxidação.
Derivados de Ác. CarboxílicosDerivados de Ác. Carboxílicos
A substituição do grupo OHOH por um grupo diferente (Z)(Z) não envolve uma
mudança no estado de oxidação, se ZZ é um heteroátomo (Cl, S, N, etc.).
Os compostos deste tipo são chamados de derivadosderivados dodo ácidoácido
carboxílicocarboxílico. Os quatro mais comuns são mostrados abaixo:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Note que em cada caso existe um átomoátomo dede carbonocarbono (destacado em
verde) com três ligados aos heteroátomos.
Derivados de Ác. CarboxílicosDerivados de Ác. Carboxílicos
verde) com três ligados aos heteroátomos.
Como resultado, cada um dos átomos de carbono tem o mesmo estado
de oxidação que o átomo de carbono de um ácido carboxílico.
Apesar de todos estes derivados apresentarem um grupo carbonila, aa
presençapresença dada carbonilacarbonila nãonão éé umum requisitorequisito necessárionecessário parapara sese qualificarqualificar
comocomo umum derivadoderivado dede ácidoácido carboxílicocarboxílico.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os derivadosderivados dede ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos são assim chamados, pois todos
podem ser convertidos em ácidos carboxílicos por hidrólise. Sendo
assim, a nitrilanitrila também é considerada um derivadoderivado dede ácidoácido carboxílicocarboxílico.
O
O
R..
..
O
O
O
..
..
Derivados de Ác. CarboxílicosDerivados de Ác. Carboxílicos
O
N
R
R
..
O
.. O..
O
Cl
..
..
:
O
OH
HOH HOH
HOHHOH
R C N
HOH
DQOI - UFC Prof. Nunes
Excetuando-se as nitrilas, todos os outros derivados de ácidos
carboxílicos têm estruturasestruturas muitomuito similaressimilares, fato este que faz com que
estas funções orgânicas tenham reatividadesreatividades semelhantessemelhantes.
Caracterizam-se pela presença de um grupo acila ligado a um grupo S
que será substituído nas reações de substituição do grupo acila.
Análise EstruturalAnálise Estrutural
R
O
S
S = Cl (cloreto de acila)
 = OR (éster)
 = OCOR (anidrido)
 = NR2 (amida)
grupo
acila
DQOI - UFC Prof. Nunes
Análise EstruturalAnálise Estrutural
DQOI - UFC Prof. Nunes
Um importante fator estrutural dos derivadosderivados dede ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos é que o
átomo ligado ao grupo acila carrega um parpar dede elétronselétrons desemparelhadodesemparelhado que
é capazcapaz dede interagirinteragir comcom oo sistemasistema  do grupo carbonila.
Esta deslocalização de elétrons pode ser representada em formasformas dede
ressonânciaressonância:
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
DQOI - UFC Prof. Nunes
Em comum com outros grupos funcionais que possuem grupos carbonil,
ácidos carboxílicos e derivados têm um arranjo planar de ligações de seus
grupos carbonila.
O
N
R..
O
O
R..
O
O
O
..
O
Cl
..
:
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
O
N
R
R
..
O
O
R..
..
O
O
O
..
..
O
Cl
..
..
:
-
+
-
+
-
+
-
+
N
R
O
R..
..
O
..
..
Cl
..
..
:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os elétronselétrons deslocalizadosdeslocalizados a partir do substituinte estabilizam o grupo
carbonila e diminuem seu caráter eletrofílico.
O
-
+
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
R X
+
A extensão desta deslocalização de elétrons depende das propriedades
doadoras do substituinte.
Geralmente, quanto menos eletronegativo for X, melhor grupo doador ele
será.
DQOI - UFC Prof. Nunes
A estabilização por ressonância em cloretos de acila não é
pronunciada como em outros derivados de ácidos
carboxílicos.
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
Devido ao fato da ligação C-Cl ser muito longo (180 pm), a interação entre o
orbital 3p do cloro e o orbital  da carbonila, a doação de elétrons é menos
efetiva.
Isto torna a carbonila mais eletrofílica, susceptível ao ataque de nucleófilos.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os anidridos de ácido são mais estabilizados por
deslocalização de elétrons do que os cloretos de acila.
O par de elétrons isolado do oxigênio são deslocalizados
de forma mais eficaz para o grupo carbonila.
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
A ressonância envolve dois grupos carbonila de um
anidrido de ácido.
DQOI - UFC Prof. Nunes
O grupo carbonila de um éster é mais estabilizado do que a
de um anidrido.
Como os dois grupos acila de um anidrido “disputam” o
par solitário de oxigênio, cada carbonila é estabilizada
menos do que o única carbonila de um éster.
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ésteres são estabilizados por ressonância da mesma
forma que os ácidos carboxílicos, mas não tanto como
amidas.
Nas amidas, o nitrogênio é menos eletronegativo que o
oxigênio e, portanto, é um melhor doador de par de
elétrons.
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
elétrons.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Um exemplo extremo de estabilização grupo carbonila é
visto em ânions carboxilato:
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
O substituinte do oxigênio com carga negativa é um forte doador de elétrons
para o grupo carbonila.
A ressonância em ânions carboxilato é mais eficaz do que a ressonância em
ácidos carboxílicos, cloretos de acila, anidridos, ésteres e amidas.
DQOI - UFC Prof. Nunes
A tabela a seguir, sumariza os efeitosefeitos estabilizadoresestabilizadores dede
gruposgrupos substituintessubstituintes na carbonila à qual estão ligados.
Estrutura x ReatividadeEstrutura x Reatividade
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
O
O
R..
..
O
O
O
..
..
??
Síntese dos DerivadosSíntese dos Derivados
Como podemos preparar derivados de ácidos carboxílicos?
O
N
R
R
..
O
Cl
..
..
:
O
OH
?
??
?
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
A reatividade dos derivados de ácido carboxílico é semelhante à reatividade
dos aldeídos e cetonas de uma certa forma.
Em ambos os casos, o grupogrupo carbonilacarbonila éé eletrofílicoeletrofílico e sujeito ao ataqueataque porpor
umum nucleófilonucleófilo.
Em ambos os casos, as mesmas regras e princípios regem as transferências
de prótons que acompanham as reações.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
No entanto, existe uma diferençadiferença fundamentalfundamental entre derivadosderivados dede ácidosácidos
carboxílicoscarboxílicos e os aldeídos/cetonasaldeídos/cetonas.
Especificamente, os derivadosderivados dede ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos possuempossuem umum
heteroátomoheteroátomo queque podepode funcionarfuncionar comocomo umum grupogrupo dede saídasaída, enquanto os
aldeídos e cetonas não.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Quando um derivadoderivado dede ácidoácido carboxílicocarboxílico sofre um ataqueataque nucleófilonucleófilo, podeQuando um derivadoderivado dede ácidoácido carboxílicocarboxílico sofre um ataqueataque nucleófilonucleófilo, pode
ocorrer uma reação na qual o nucleófilo substitui o grupo abandonador.
Este tipo de reação é chamado de substituiçãosubstituição nucleofílicanucleofílica nono grupogrupo acilaacila.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
O mecanismo da reação de substituiçãosubstituição nucleofílicanucleofílica nono grupogrupo acilaacila pode ser
visualizado abaixo:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Na primeira etapa, um nucleófilo ataca a carbonila, formando um
intermediário tetraédrico (alcóxido).
Na segunda etapa, o grupo carbonila é refeito através da perda de um grupo
de saída.
A restauração da ligação dupla (C=O) é uma poderosa força motriz.
ÍonsÍons hidretohidreto (H(H--)) e CarbânionsCarbânions (C(C--)) não são bons grupos abandonadores, de
modo que este tipo de reação não é observado para cetonas ou aldeídos.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Vamos analisar um exemplo específico de uma substituição nucleofílica no
grupo acila, para que possamos ver como a regra se aplica.
Consideremos a seguinte transformação:
Nesta reação, um cloretocloreto dede acilaacila é convertido num ésteréster. O mecanismomecanismo desta
transformação, tem dois passos. No primeiro passo, o metóxido funciona
como um nucleófilo e ataca o grupo carbonila, formando um intermediário
tetraédrico:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Para que a carbonila seja restaurada, um grupo abandonador deve sair,
lemrbadno que hidretos (H-) e carbânions (C-) são péssimos grupos
abandonadores.abandonadores.
Portanto, restam apenas duas opções:
- eliminareliminar oo metóxidometóxido ee obterobter oo produtoproduto dede partidapartida, ou
- eliminareliminar oo cloretocloreto ee obterobter oo ésteréster.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
A grande maioria das reações de substituição nucleofílica no grupo acila
exibirão as duas etapas principais: ataqueataque nucleofíliconucleofílico e perdaperda dede umum grupogrupo
dede saídasaída para restaurar a carbonila.
Mas muitos dos mecanismos de reação também exibirão a transferência de
prótons.
A fim de chamar cada mecanismo de forma adequada, é necessário conhecer
aqueles que ocorrem as transferências de prótons.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
A regra a seguir nos guiará para decidir se deve ou não empregam
transferências de prótons em um mecanismo especial:
Em condiçõescondições ácidasácidas, evite a formação de carga negativa.
Em condiçõescondições alcalinasalcalinas (condições fortemente básicas, tais como hidróxido
ou metóxido), evite a formação de carga positiva.
Esta regra determina que todostodos osos participantesparticipantes dede umauma reaçãoreação (reagentes,Esta regra determina que todostodos osos participantesparticipantes dede umauma reaçãoreação (reagentes,
intermediários e grupos abandonadores) devemdevem serser compatíveiscompatíveis comcom asas
condiçõescondições empregadasempregadas.
Como um exemplo, considere o seguinte reação:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Nesta reação, um ésteréster é convertido num ácidoácido carboxílicocarboxílico em condiçõescondições
catalisadascatalisadas porpor ácidoácido.
O nucleófilo, neste caso, é a água (H O). No entanto, a primeira etapa doO nucleófilo, neste caso, é a água (H2O). No entanto, a primeira etapa do
mecanismo não pode simplesmente ser um ataque nucleófilo.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como sintetizar os derivados
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
OO queque estáestá erradoerrado comcom esteeste passo?passo?
O intermediáriointermediário tetraédricotetraédrico apresenta umauma cargacarga negativanegativa, que não é
compatível com as condições ácidas.
O diagrama de energia ilustra uma grande energia de ativação (Ea) para esta
etapa.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Para evitar a formação de uma carga negativa, oo catalisadorcatalisador ácidoácido éé utilizadoutilizado
pelapela primeiraprimeira vezvez parapara protonarprotonar aa carbonilacarbonila (tal como vimos no capítulo
anterior com cetonas e aldeídos).
Uma carbonilacarbonila protonadaprotonada é significativamente maismais eletrofílicaeletrofílica e, agora,
quando os ataques de água, nenhumanenhuma cargacarga negativanegativa éé formadaformada.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Como pode ser visto no diagrama de energia, aa energiaenergia dede ativaçãoativação ((EaEa)) éé
agoraagora muitomuito menormenor, porque os reagentes já são ricos em energia e nenhumanenhuma
cargacarga negativanegativa estáestá sendosendo formadoformado.cargacarga negativanegativa estáestá sendosendo formadoformado.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
A regra sobre como evitarevitar cargascargas negativasnegativas éé aplicadaaplicada somentesomente emem
condiçõescondições ácidasácidas.
A história é diferente em condições básicas. Considere o que acontece
quando um ésteréster éé tratadotratado comcom oo íoníon hidróxidohidróxido.
Nesse caso, a carbonilacarbonila nãonão éé protonadaprotonada antes do ataque nucleofílico.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Sob condiçõescondições básicasbásicas, o hidróxido ataca a carbonila diretamente para dar
um intermediário tetraédrico.
O diagrama de energia mostra que a energia ativação (Ea) não é muito
grande, porque uma carga negativa está presente em ambos os reagentes e
o intermediário.
Em outras palavras, uma carga negativa não está sendo formada, mas estáestá
sendosendo meramentemeramente transferidatransferida dede umum locallocal parapara outrooutro.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Substituição no Grupo AcilaSubstituição no Grupo Acila
Quando se utiliza uma aminaamina comocomo nucleófilo,nucleófilo, oo ataqueataque àà carbonilacarbonila ocorreocorre
diretamentediretamente sem a protonação prévia da carbonila.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como podemos interconvertê-los?
O
O
R..
..
O
O
O
..
..
O
?
??
?
Síntese dos DerivadosSíntese
dos Derivados
O
N
R
R
..
O
Cl
..
..
:
OH
?
?
?
?
?
Regra: um derivado só pode ser convertido em outro menos reativo.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Como os cloretos de acila são os mais reativos entre os derivados dos
ácidos, temos que usar reagentes especiais para prepará-los.
Os mais utilizados são o SOCl2 (cloreto de tionila) e o PCl5 (pentacloreto de
fósforo).
Síntese dos Cloretos de AcilaSíntese dos Cloretos de Acila
DQOI - UFC Prof. Nunes
MecanismoMecanismo
DQOI - UFC Prof. Nunes
O
O
R..
..
O
O
O
..
..
O
HCl +
Um cloreto de acila, sob tratamento com um nucleófilo apropriado, pode ser
convertido facilmente em qualquer um dos outros derivados.
Reações de Cloretos de AcilaReações de Cloretos de Acila
O
N
R
R
..
..
O
Cl
..
..
:
O
OH
O
OH
S
O
C
l 2
HOH
HO
+ HCl
ROH
HNR2
HCl +
DQOI - UFC Prof. Nunes
O
L
R
Todas as reações de Substituição Nucleofílicas no Carbono Acílico têm
mecanismos similares: uma adição nucleofílica seguida de uma eliminação.
Nu H
O-R
Nu
H
O-
L
R
Nu
+
O
Nu
R
+ HL
+
Mecanismo GeralMecanismo Geral
L
L
R L
H
+ Nu
Adição Nucleofílica Eliminação
Substituição Nucleofílica
DQOI - UFC Prof. Nunes
Quando tratados com água, os cloretoscloretos dede acilaacila são hidrolisados ​​para gerar
os ácidos carboxílicos.
Hidrólise de Cloreto de AcilaHidrólise de Cloreto de Acila
O mecanismomecanismo desta transformação requer três etapas:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Esta reação produz HClHCl comocomo umum subsub--produtoproduto, o qual, muitas vezes, pode
produzir reações indesejáveis ​​com outros grupos funcionais que podem
estar presentes no composto.
Hidrólise de Cloreto de AcilaHidrólise de Cloreto de Acila
​​
estar presentes no composto.
Desta forma, a piridinapiridina é usada para remover o HCl que é produzido.
DQOI - UFC Prof. Nunes
O substituição nucleofílica em haletos de acila é muito mais rápida que em
haletos de alquila.
Hidrólise de Cloreto de AcilaHidrólise de Cloreto de Acila
O carbono hibridizado sp2 de um cloreto de acila é menos impedido
estericamente que o carbono sp3 de um haleto de alquila, fazendo um cloreto
de acila mis “aberto” para o atque nucleofílico.
Além disto, diferentemente do estado de transição da reação SN2 ou de um
intermediário carbocátion em reação SN1, o intermediário tetraédico em
susbtituições nucleofílicas no grupo acila tem um arranjo de ligações mais
estável, e pode ser formado via um estado de transição de menor energia.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Quando tratado com um álcoolálcool, os cloretoscloretos dede acilaacila são convertidos em
ésteresésteres.
Alcoólise de Cloreto de AcilaAlcoólise de Cloreto de Acila
O mecanismomecanismo desta transformação é análogaanáloga àà hidrólisehidrólise de um cloreto de
acila, e a piridinapiridina é usada como uma base para neutralizar o HClque é
produzido.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Dizemos que a hidroxila (OH) sofrer acilação.
Esta reação é sensível aos efeitos estéricos, o que pode ser explorado para
acilaracilar selectivamenteselectivamente umum álcoolálcool primárioprimário na pesença de um álcool mais
impedido.
Alcoólise de Cloreto de AcilaAlcoólise de Cloreto de Acila
DQOI - UFC Prof. Nunes
Quando tratado com amôniaamônia, os cloretos de acila são convertidos em amidasamidas.
A piridina não é usada nesta reação, porque a própria amônia é uma base
Aminólise de Cloreto de AcilaAminólise de Cloreto de Acila
A piridina não é usada nesta reação, porque a própria amônia é uma base
suficientemente forte para neutralizar o HCl que é produzido.
Para esta reação, dois equivalentes de amônia são necessários; um para o
ataque nucleofílico e o outro para neutralizar o HCl.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Esta reação também ocorre com aminasaminas primáriasprimárias e secundáriassecundárias para
produzir amidasamidas NN--substituídassubstituídas.
Aminólise de Cloreto de AcilaAminólise de Cloreto de Acila
DQOI - UFC Prof. Nunes
Quando tratado com hidretohidreto dede alumínioalumínio ee lítiolítio (LiAlH(LiAlH44 ≡≡ LAH)LAH), os cloretos de
acila são reduzidos aos alcoóis:
O mecanismo da reação ocorre em duas etapas. Primeiro, o cloreto de acila é
Redução de Cloreto de AcilaRedução de Cloreto de Acila
O mecanismo da reação ocorre em duas etapas. Primeiro, o cloreto de acila é
tratado com LAH e, em seguida, a fonte de prótons é adicionada ao balão
reacional.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Quando tratado com um reagentereagente dede GrignardGrignard, os cloretos de acila são
convertidos em alcoóisalcoóis, com a introdução de dois grupos alquila.
Assim como ocorre com o LAH, o mecanismo ocorre em duas etapas.
Reação de Cloreto de Acila com OrganometálicosReação de Cloreto de Acila com Organometálicos
Assim como ocorre com o LAH, o mecanismo ocorre em duas etapas.
Primeiro o cloreto de ácido é tratado com o reagentereagente dede GrignardGrignard e, em
seguida, a fonte de prótons é adicionada ao balão reacional.
DQOI - UFC Prof. Nunes
A reação entre um cloretocloreto dede acilaacila e um reagentereagente dede GrignardGrignard, nãonão pode ser
usado para produzir uma cetona. Usando um equivalente do reagente de
Grignard leva a uma mistura de produtos.
A produçãoprodução dede umauma cetonacetona requer o uso de um nucleófilonucleófilo dede carbonocarbono maismais
seletivoseletivo que irá reagir com os cloretos de acila mais rapidamente do que as
cetonas.
Reação de Cloreto de Acila com OrganometálicosReação de Cloreto de Acila com Organometálicos
cetonas.
Existem muitos desses reagentes. O mais vulgarmente um reagente utilizado
para este fim é um cupratocuprato dede dialquildialquil--lítiolítio, também chamado um reagentereagente dede
GilmanGilman.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os gruposgrupos alquílicosalquílicos neste reagente estão ligados ao cobre ao invés de
magnésio, e seuseu carátercaráter carbânicocarbânico éé menosmenos pronunciadopronunciado (a ligação C-Cu é
menos polarizada do que uma ligação C-Mg).
Este reagente pode ser utilizado para converter os cloretos de acila em
cetonas com excelentes rendimentos.
Reação de Cloreto de Acila com OrganometálicosReação de Cloreto de Acila com Organometálicos
cetonas com excelentes rendimentos.
A cetona resultante não é atacada nestas condições reacionais.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Reações de Cloreto de AcilaReações de Cloreto de Acila
DQOI - UFC Prof. Nunes
Preveja o(s) principal(is) produto(s) de cada uma das seguintes reações:
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
Preveja o(s) principal(is) produto(s) de cada uma das seguintes reações:
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
Identifique os reagentes necessários para a seguinte transformação:
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os anidridosanidridos dede ácidoácido podem ser preparados pelo tratamento de um cloreto
de acila com o íoníon carboxilatocarboxilato, o qual funciona como um nucleófilonucleófilo.
Preparação de Anidridos de ÁcidosPreparação de Anidridos de Ácidos
O mecanismomecanismo desta transformação envolve apenas duas etapas:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Anidridos cíclicos, nos quais os anéis têm 5 ou 6 membros, podem ser
preparados pelo simples aquecimento de ácidos dicarboxílicos em um
solvente inerte.
Preparação de Anidridos de ÁcidosPreparação de Anidridos de Ácidos
O mecanismo segue as características do mecanismo geral, como veremos
no próximo slide.
50
DQOI - UFC Prof. Nunes
O
O
O
H
O
H..
..
..
..
O-
O
O
H
O
H..
..
..
+
230 oC
MecanismoMecanismo
O
O
O
~ H+
O-
O
O
H
O H
H
..
..
+
:
+ H2O
DQOI - UFC Prof. Nunes
O
O
R..
..
O
O
O
..
O
Cl
..
..
:
ROH
X
O
OH 
+
Reações de Anidridos ÁcidosReações de Anidridos Ácidos
O
N
R
R
..
O
..
O
OH
HOH
HNR2
2
O
O- +NH2R2
+
O
OH + NHR2
H
2
O
/O
H
-
O
O-
2
Cloreto 
de aciia
Anidrido
ácido
éster amida
X
DQOI - UFC Prof. Nunes
As reações de anidridosanidridos são diretamente análogas às reações de cloretos de
acila.
A única diferençadiferença está na identidade do grupogrupo dede saídasaída.
Reações de Anidridos ÁcidosReações de Anidridos Ácidos
Com um cloretocloreto dede acilaacila, o grupo de saída é um íon cloreto, e o subproduto
da reação é oe HCl.
Com um anidridoanidrido dede ácidoácido, o grupo de saída é um íon carboxilato, e, por
conseguinte, o subproduto é um ácido carboxílico. Como resultado, não é
necessário utilizar piridina em reações com anidridos de ácidos, porque HCl,
não é produzido.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Reações de Anidridos ÁcidosReações de Anidridos Ácidos
DQOI - UFC Prof. Nunes
O anidridoanidrido acéticoacético e frequentemente utilizado para acetilaracetilar alcoóisalcoóis ee aminasaminas:
Acetilação com Anidridos AcéticoAcetilação com Anidridos Acético
Estas reações são utilizadas na preparação comercial da Aspirina® e do
TylenolTM.
DQOI - UFC Prof. Nunes
O anidrido ácido é ativado pela protonação de uma de suas carbonilas,
tornando-as mais eletrofílicas e, consequentente, mais susceptíveisl ao
ataque dos nucleófilos.
Hidrólise de Anidridos Ácidos – Catálise ÁcidaHidrólise de Anidridos Ácidos – Catálise Ácida
DQOI - UFC Prof. Nunes
Preveja os produtos formados nas seguintes reações:
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos, quando tratado com uma basebase forteforte, reagem com
haletoshaletos dede alquilaalquila para produzirem ésteresésteres.
Preparação de ÉsteresPreparação de Ésteres
O ácido carboxílico é primeiro desprotonado para dar um íon carboxilato, o
qual, em seguida, funciona como um nucleófilo e ataca o haleto de alquila
num processo SN2.
Portanto, as limitaçõeslimitações esperadas das reações SN2 são aplicadas.
Especificamente, os haletoshaletos dede alquilaalquila terciáriosterciários nãonão podempodem serser utilizadosutilizados.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos também são convertidos em ésteres, quando tratados
com um álcool na presença de um catalisadorcatalisador ácidoácido.
Este processo chama-se a esterificaçãoesterificação dede FischerFischer.
Preparação de ÉsteresPreparação de Ésteres
DQOI - UFC Prof. Nunes
O mecanismo da esterificaçãoesterificação dede FischerFischer se dá em várias etapas:
Preparação de ÉsteresPreparação de Ésteres
DQOI - UFC Prof. Nunes
O mecanismo da esterificaçãoesterificação dede FischerFischer apresentado é exatamente o
mesmo que seria de esperado para uma substituição nucleofílica no grupo
acila, o qual ocorre sob condições ácidas.
A evidência para este mecanismo vem de experiências de marcaçãomarcação
isotópica,isotópica, nas quais o átomo de oxigênio do álcool é substituído por um
Preparação de ÉsteresPreparação de Ésteres
isotópica,isotópica, nas quais o átomo de oxigênio do álcool é substituído por um
isótopoisótopo maismais pesadopesado dede oxigêniooxigênio (1818OO) e a localização deste isótopo é
controlada ao longo da reação.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ésteresésteres podem ser convertidos em ácidos carboxílicos por tratamentotratamento
comcom hidróxidohidróxido dede sódiosódio seguidoseguido pelapela adiçãoadição dede umum ácidoácido. Este processo é
chamado de saponificaçãosaponificação.
Hidrólise Básica de Ésteres – SaponificaçãoHidrólise Básica de Ésteres – Saponificação
O mecanismo se dá em três etapas:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Hidrólise Básica de Ésteres – SaponificaçãoHidrólise Básica de Ésteres – Saponificação
Etapa 1) ataque nucleófilo do íon hidróxido à cabonila;
Etapa 2) perda de um grupo abandonador com a restauração da ligação dupla
(C=O) da carbonila.
Etapa 3) Desprotonação da carboxila para gerar o íon carboxilato.
DQOI - UFC Prof. Nunes
A hidrólise básica de ésteres é chamada de saponificaçãosaponificação, que significa
“fazer sabão”.
Mais de 2000 anos atrás, os fenícios faziam sabãosabão aquecendo gordura
(ésteres de cadeia longa) animal com cinzas (ricas em K2CO3) de árvores.
Hidrólise Básica de Ésteres – SaponificaçãoHidrólise Básica de Ésteres – Saponificação
(sabão)(sabão)
DQOI - UFC Prof. Nunes
Hidrólise Básica de Ésteres - SaponificaçãoHidrólise Básica de Ésteres - Saponificação
DQOI - UFC Prof. Nunes
-O
O -O
O
-O
O
-O
O
-O
O
-O
O
O-
O
O-
O
-
Ações dos SabõesAções dos Sabões
-O
O
-O
O
-O
O
O-
O
-O
O
-O
O
-O
O
O-
O H2O
DQOI - UFC Prof. Nunes
SoapSoap LadyLady
Hidrólise Básica de Ésteres - SaponificaçãoHidrólise Básica de Ésteres - Saponificação
“During the Victorian Age (1837-1901), she was one of two mummies found in
a local excavation.
The combination of alkaline soil and fat turned her body into a life-size bar of
soap - one of the most unusual ways to become a mummy”.
National Geographic Channel.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Os ésteres sofrem hidrólise em meio ácido (catálise) para produzirem ácidos
carboxilícos e álcoois.
Hidrólise Ácida de ÉsteresHidrólise Ácida de Ésteres
Os ésteres sofrem hidrólise em meio ácido (catálise) para produzirem ácidos
carboxilícos e álcoois.
O mecanismo desta reação se dá em várias etapas.O mecanismo desta reação se dá em várias etapas.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Hidrólise de Ésteres - MecanismoHidrólise de Ésteres - Mecanismo
A espécie mais importantes no mecanismo de hidrólise é
o intermediário tetraédrico.
Evidência em apoio da existência do intermediário
tetraédrico foi observada pelo professor Myron Bender,
com base em experimentos de marcação isotópica 1924 -1988com base em experimentos de marcação isotópica
realizados na Universidade de Chicago.
1924 -1988
DQOI - UFC Prof. Nunes
O composto tendo a estrutura mostrada foi aquecido com ácido sulfúrico
diluído para dar um produto tendo fórmula molecular C5H12O3 com
rendimento variando de 63-71%.
a) Proponha uma estrutura para este produto.
b) Qual outro composto é formado nesta reação?
Hidrólise de Ésteres - ExercícioHidrólise de Ésteres - Exercício
DQOI - UFC Prof. Nunes
Aminólise de ÉsteresAminólise de Ésteres
Éteres reagem lentamente com amônia e aminas para formar amidas.
Este processo temtem poucapouca utilidadeutilidade práticaprática, porque a preparação de amidas éEste processo temtem poucapouca utilidadeutilidade práticaprática, porque a preparação de amidas é
feita mais eficientemente a partir da reação entre cloretos de acila e
amoníaco (ou aminas primárias ou secundárias).
DQOI - UFC Prof. Nunes
Aminas, (“amônias substituídas”) reagem similarmente com ésteres.
Aminólise de ÉsteresAminólise de Ésteres
A amina dever primária ou secundária para que a reação ocorra.
Aminas terciárias nãonão podem formar amidas, porque elas não têm próton no
nitrogênio que possa ser deslocado para um grupo acila.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Aminólise de Ésteres - MecanismoAminólise de Ésteres - Mecanismo
DQOI - UFC Prof. Nunes
Aminas, (“amônias substituídas”) reagem similarmente com ésteres.
Aminólise de ÉsteresAminólise de Ésteres
A reação de amônia e aminas com ésteres segue o mesmo mecanismo geral
que em outras reações de substituição nucleofílica no grupo acila.
Um intermediáriointermediário
tetraédricotetraédrico é formado na primeira etapa do processo que se
dissocia na segunda fase.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Quando tratados com hidretohidreto dede alumínioalumínio ee lítiolítio (LiAlH(LiAlH44 ≡≡ LAH)LAH), os ésteresésteres
são reduzidos para se obter os alcoóis.
Redução de ÉsteresRedução de Ésteres
O mecanismomecanismo para este processo é um tanto complexo, mas a versão
simplificada é mostrada abaixo:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Este mecanismo é análogo ao mecanismo de redução de um cloreto de acila
com LiAlHLiAlH44.
O primeiro equivalente de LiAlHLiAlH44 reduz o éster a um aldeído, e o segundo
equivalente de LiAlHLiAlH44 reduz o aldeído para um álcool.
Tratar um ésteréster comcom apenasapenas umum equivalenteequivalente de LiAlHLiAlH44 não é um método
eficiente para a preparação de um aldeído, porque aldeídos são mais reativos
do que ésteres e reagirá com LiAlHLiAlH imediatamente depois de ser formado.
Redução de ÉsteresRedução de Ésteres
do que ésteres e reagirá com LiAlHLiAlH44 imediatamente depois de ser formado.
Se o produto desejado é um aldeído, então DIBAHDIBAH é usado como um agente
redutor, em vez de LiAlHLiAlH44. A reaçãoreação éé realizadarealizada aa baixabaixa temperaturatemperatura parapara
prevenirprevenir aa reduçãoredução dodo aldeídoaldeído.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Quando tratado com um reagentereagente dede GrignardGrignard, os ésteresésteres são reduzidos para
se obter os alcoóisalcoóis com a introdução de dois grupos alquila.
Este mecanismomecanismo é análogo ao da reação entre um reagente de Grignard e um
Reação de Ésteres com Reagentes de GrignardReação de Ésteres com Reagentes de Grignard
Este mecanismomecanismo é análogo ao da reação entre um reagente de Grignard e um
cloreto de acila.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Prediga o produto formado em cada uma das seguintes reações.
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
Prediga o produto formado em cada uma das seguintes reações.
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
Proponha um mecanismo para a seguinte transformação.
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
AmidasAmidas são facilmente preparadas pela acilaçãoacilação dede amôniaamônia ee aminasaminas com
cloretoscloretos dede acilaacila,, anidridosanidridos ouou ésteresésteres.
Preparação de Amidasde AmidasPreparação de Amidasde Amidas
Dois equivalentes molares de amina são requeridos na reação com cloretos
de acila e anidridos ácidos: uma molécula de amina atua como um nucleófilo
e a outra como uma base de Bronsted.
DQOI - UFC Prof. Nunes
É possível usar apenas um equivalente molar de amina em reações nas quais
alguma outra base, como o hidróxido de sódio, esteja presente na mistura de
reação para reagir com o cloreto de hidrogênio ou ácido carboxílico que é
formado.
Este procedimento é útil nos casos em que a amina é valiosa ou está
disponível somente em pequenas quantidades.
Preparação de Amidasde AmidasPreparação de Amidasde Amidas
Ésteres e aminas reagem na proporção de 1:1 molar dar amidas. Nenhum
produto ácido é formado a partir do éster, e assim nenhuma base adicional é
necessária.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Todas estas reações procedem pela adição nucleofílica ao grupo carbonila,
seguido da dissociação do intermediário tetraédrico.
Preparação de Amidasde AmidasPreparação de Amidasde Amidas
DQOI - UFC Prof. Nunes
Amidas são, algumas vezes, preparadas diretamente a partir de ácidos
carboxílicos e aminas através de um processo em duas etapas.
1) O primeiro passo é uma reação ácido-base em que o ácido e a amina
combinam para formar um sal de carboxilato de amônio.
2) No aquecimento, o sal carboxilato de amônio perde água para formar uma
amida.
Preparação de Amidasde AmidasPreparação de Amidasde Amidas
DQOI - UFC Prof. Nunes
Na prática, ambas as etapas podem ser combinadas em uma simples
operação, simplesmente aquecendo um ácido carboxílico juntamente com
uma amina.
Preparação de Amidasde AmidasPreparação de Amidasde Amidas
Estes métodos térmicos para preparar amidas são limitados em sua
generalidade.
Na maioria das vezes, amidas são preparadas em laboratório a partir de
cloretos de acila, anidridos ácidos, ou ésteres; e estes são os métodos que
devem ser aplicados para resolver problemas de síntese.
DQOI - UFC Prof. Nunes
LactamasLactamas são amidasamidas cíclicascíclicas análogas às lactonaslactonas, que são ésteresésteres cíclicoscíclicos.
A maioria das lactamalactamas são conhecidas por seus nomes comuns, como os
exemplos apresentados abaixo.
Preparação de LactamasPreparação de Lactamas
DQOI - UFC Prof. Nunes
Assim como as amidasamidas são mais estáveis que os ésteres, as lactamaslactamas são
mais estáveis que as lactonas.
Assim, embora as b-lactonas são dificilmente acessíveis, as b-lactamas estão
entre os melhores produtos da insdústria farmacêutica.
As penicilinas e as cefalosporinas, as quais são tão úteis no tratamento de
Preparação de LactamasPreparação de Lactamas
As penicilinas e as cefalosporinas, as quais são tão úteis no tratamento de
infecções bacterianas, as b-lactamas são comumente referidas como
antibióticos b-lactâmicos.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Escreva equações mostrando a preparação de seguintes amidas a partir dos
derivados de ácido carboxílicos indicados.
ExercíciosExercícios
DQOI - UFC Prof. Nunes
As amidasamidas podem ser hidrolisadashidrolisadas ​​para dar os ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos na
presença de um ácidoácido aquosoaquoso, mas o processo é lento e requer aquecimento
para ocorrer a uma velocidade apreciável.
Hidrólise Ácida de AmidasHidrólise Ácida de Amidas
DQOI - UFC Prof. Nunes
O mecanismomecanismo para esta transformação é análoga ao da hidrólise de ésteres
catalisada por ácido.
Hidrólise Ácida de AmidasHidrólise Ácida de Amidas
DQOI - UFC Prof. Nunes
As amidasamidas também são hidrolisadashidrolisadas ​​quando aquecidas em uma soluçãosolução
aquosaaquosa básicabásica, embora o processo seja muito lento.
Hidrólise Básica de AmidasHidrólise Básica de Amidas
O mecanismomecanismo é análogo ao da saponificação de ésteres.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Quando tratadas com o excesso de LiAlH4 ≡ LAH, amidasamidas são
convertidasconvertidas emem aminasaminas. Nesta reação a carbonila é removida.
Redução de AmidasRedução de Amidas
DQOI - UFC Prof. Nunes
Compostos que possuem dois grupos acila ligados a um único nitrogênio
são conhecidos como imidas.
As imidas mais comuns são as cíclicas:
ImidasImidas
Imidas cíclicas podem ser preparadas pelo aquecimento de sais de amônio
com ácidos dicarboxílicos.
DQOI - UFC Prof. Nunes
A ftalimida foi preparada em 95% de rendimento com o aquecimento do
composto formado na reação de anidrido ftálico com excesso de amônia.
Este composto como o C8H10N2O3 fórmula molecular. Qual é a sua estrutura?
Imidas - ExercícioImidas - Exercício
DQOI - UFC Prof. Nunes
A única reação de substituição nucleofílica no grupo acila que amidas sofrem
é a hidrólise.
Amidas são bastante estáveis ​​em água, mas a ligação amida é clivada sobre
sob aquecimento na presença de ácidos e bases fortes.
Esta clivagem produz uma amina e um ácido carboxílico.
Hidrólise de AmidasHidrólise de Amidas
Esta clivagem produz uma amina e um ácido carboxílico.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Em meio ácido, Em ácido, no entanto, a amina é protonada, gerando um íon
amônio.
Hidrólise de AmidasHidrólise de Amidas
Em meio básico, o ácido carboxílico é desprotonado, dando um íon
carboxilato.
DQOI - UFC Prof. Nunes
As reações ácido-base que ocorrem após a ligação amida estar quebrada faz
a hidrólise total irreversível em ambos os casos.
A amina é protonada em meio ácido e o ácido carboxílico é desprotonado em
base.
Hidrólise de AmidasHidrólise
de Amidas
DQOI - UFC Prof. Nunes
O amida é ativada para ataque nucleofílico pela protonação do oxigênio da
carbonila.
O cátion produzido nesta etapa é estabilizado por ressonância que envolve o
par de elétrons livres do nitrogênio solitário, e é mais estável do que o
intermediário no qual o nitrogênio da amida está protonado.
Hidrólise de Amidas - MecanismoHidrólise de Amidas - Mecanismo
DQOI - UFC Prof. Nunes
Hidrólise de Amidas - MecanismoHidrólise de Amidas - Mecanismo
DQOI - UFC Prof. Nunes
Hidrólise de Amidas - MecanismoHidrólise de Amidas - Mecanismo
DQOI - UFC Prof. Nunes
Hidrólise de Amidas - MecanismoHidrólise de Amidas - Mecanismo
DQOI - UFC Prof. Nunes
Amidas – Rearranjo de HoffmanAmidas – Rearranjo de Hoffman
Amidas, sob tratamento com bromo em solução básica,
leva à formação de aminas.
Esta reação foi descoberta no século XIX Químico alemão
August W. Hofmann e é chamado o Rearranjo de
Hofmann.
O grupo R ligado à função carboxamida pode ser um um grupo alquila ou
arila.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Amidas – Rearranjo de HoffmanAmidas – Rearranjo de Hoffman
A relação do produto (amina) com o reagente (amida) é bastante notável.
Na reação global, é como se o grupo carbonila tivesse sido arrancado da
amida, deixando para trás uma amina primária e, portanto, tendo um átomo
de carbono a menos do que o amida.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Amidas – Rearranjo de Hoffman - MecanismoAmidas – Rearranjo de Hoffman - Mecanismo
1. Formação de uma N-bromoamida intermediária (etapas 1 e 2)
DQOI - UFC Prof. Nunes
Amidas – Rearranjo de Hoffman - MecanismoAmidas – Rearranjo de Hoffman - Mecanismo
2. Rearranjo da N-bromoamida para isocianato (etapas 3 e 4)
DQOI - UFC Prof. Nunes
Amidas – Rearranjo de Hoffman - MecanismoAmidas – Rearranjo de Hoffman - Mecanismo
3. Hidrólise do isocianato (etapas 5 e 6)
DQOI - UFC Prof. Nunes
Preparação e Hidrólise de NitrilasPreparação e Hidrólise de Nitrilas
Quando tratada com aquoso ácido, nitrilasnitrilas podem ser convertidas em um
ácido carboxílico. Este processo é chamado de hidrólisehidrólise..
Esta reação nos fornece um processo de duas etapas para conversãoconversão dede umum
halogenetohalogeneto dede alquilaalquila emem umum ácidoácido carboxílicocarboxílico.halogenetohalogeneto dede alquilaalquila emem umum ácidoácido carboxílicocarboxílico.
O primeiro passo é uma reação SN2, onde o íon cianeto atua como
nucleófilo. A nitrilanitrila resultante é, em seguida, hidrolisada para se obter um
ácidoácido carboxílicocarboxílico..
Uma vez que o primeiro passo é um processoprocesso SNSN22, a reação nãonão podepode
ocorrerocorrer atravésatravés halogenetoshalogenetos dede alquiloalquilo terciáriosterciários..
DQOI - UFC Prof. Nunes
Preparação de Nitrilas a partir de AmidasPreparação de Nitrilas a partir de Amidas
As nitrilasnitrilas também podem ser preparadas através da desidrataçãodesidratação dede umauma
amidaamida.
Muitos reagentes pode ser usada para realizar a transformação, dentre eles o
cloreto de tionila (SOCI2).
Esta reação é útil para a preparação de nitrilasnitrilas terciáriasterciárias, as quais não
podem ser preparadas através de um processo SN2.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Preparação de Nitrilas a partir de AmidasPreparação de Nitrilas a partir de Amidas
O mecanismomecanismo da reação se dá através de quatro etapas:
DQOI - UFC Prof. Nunes
Hidrólise Ácida de NitrilasHidrólise Ácida de Nitrilas
Em condições ácidasácidas, nitrilasnitrilas são hidrolisadashidrolisadas ​​para se obter amidasamidas, as
quais são, então, hidrolisadas ​​para produzir os ácidos carboxílicos.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Hidrólise Básica de NitrilasHidrólise Básica de Nitrilas
Alternativamente, as nitrilasnitrilas podem também ser hidrolisadaos ​​na presença
de soluções aquosas básicas.
Mais uma vez, a nitrilanitrila é convertida em primeiro lugar para uma amidaamida que é,
então, convertida em um ácido carboxílico.
DQOI - UFC Prof. Nunes
Review das Reações 
Ácidos Carboxílicos e Derivados
Review das Reações 
Ácidos Carboxílicos e Derivados
DQOI - UFC Prof. Nunes
ExercíciosExercícios
Identifique os reagentes que promovem as seguintes reações:
DQOI - UFC Prof. Nunes
ExercíciosExercícios
Proponha um eficiente síntese para cada um dos seguintes compostos:
DQOI - UFC Prof. Nunes
ExercíciosExercícios
Usando as reações deste capítulo e do capítulo anterior (cetonas e aldeídos),
proponha uma síntese eficiente para a seguinte transformação:
DQOI - UFC Prof. Nunes
ExercíciosExercícios
Determine as estruturas de AA e de FF.
DQOI - UFC Prof. Nunes
ExercíciosExercícios
Partindo do benzeno com quaisquer outros reagentes à sua escolha, elabore
uma síntese do acetaminofeno (TylenolTM)
DQOI - UFC Prof. Nunes
ExercíciosExercícios
Desenhe um mecanismo plausível para a seguinte transformação:
DQOI - UFC Prof. Nunes
ExercíciosExercícios
Proponha eficientes sínteses para cada uma das seguintes transformações:
DQOI - UFC Prof. Nunes
ExercíciosExercícios
Proponha eficientes sínteses para cada uma das seguintes transformações: