Reações na Carbonila

Prévia do material em texto

1
Santa Maria, novembro de 2008.
Reações de Compostos α-
carbonila. Condensações
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS
DISCIPLINA DE MECANISMOS DE REAÇÕES ORGÂNICAS
2
CONDENSAÇÕES DO TIPO ALDÓLICACONDENSAÇÕES DO TIPO ALDÓLICA
* Reações de aumento de cadeia através de reações entre:
Aldeído + aldeído
Cetona + aldeído
Cetona + cetona
* Reações catalisadas por ácido ou base
* Reação reversível
2
3
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)
4
ENOLATO
ENOL
Espécies nucleofílicas
3
Adição 
Nucleofílica 
a carbonila
Enolato atuando 
como nucleófilo
Relembrando!!!
Reações de Condensação Aldólica
+H3C H
O
H3C H
O
OH
H3C
OH O
H
Aldeído + Aldeído
Aldol
(aldeído + álcool)
4
Reações de Condensação Aldólica
Base diluída
* Mecanismo deve considerar a acidez dos H
ALDEÍDO + ALDEÍDO (Catálise básica)ALDEÍDO + ALDEÍDO (Catálise básica)
8
Reações de Condensação Aldólica
ALDEÍDO + ALDEÍDO (Catálise ácida)ALDEÍDO + ALDEÍDO (Catálise ácida)
+
H3C
OH O
H
+H2C H
O H3C
OH O
H
H
H+
H2C H
O
H
H
H2C
H
O H
H3C H
O
H
H
5
Reações de Condensação Aldólica
CETONA + CETONA CETONA + CETONA (Catálise básica)(Catálise básica)
Leva a formação de um produto mais substituído
10
CETONA + CETONA CETONA + CETONA (Catálise ácida)(Catálise ácida)
Reações de Condensação Aldólica
+
H3C
OH O
CH3
+H2C CH3
O H3C
OH O
CH3
H
H+
H2C CH3
O
H
H
H2C
CH3
O H
H3C CH3
O
H
H
CH3
CH3
6
Reações de Condensação Aldólica
Eliminação (Meio Básico)
Mecanismo – E1cb
Reações de Condensação Aldólica
Aldol Cetona ,-insaturada
Eliminação (Meio Ácido)
Mecanismo E1
7
13
Reações de eliminação
Teoria 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
8
Reações de Condensação Aldólica
• Reações Aldólicas Cruzadas – 2 compostos carbonílicos
• Pode levar a mistura de produtos
16
Reações de Condensação Aldólica
Reações Reações AldólicasAldólicas Cruzadas são importantes quando Cruzadas são importantes quando 
somente um dos compostos possui hidrogênios alfasomente um dos compostos possui hidrogênios alfa
9
17
Reações de Condensação Aldólica
Reações Reações AldólicasAldólicas CruzadasCruzadas
CondensaçãoCondensação AldólicaAldólica DIRIGIDADIRIGIDA
 Quando 2 compostos tem H com pKa próximos pode ser efetuado
uma 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 com
aldeídos que se comportam como espécies eletrofílicas, levando aos
adutos aldólicos.
10
MecanismoMecanismo dada adiçãoadição aldólicaaldólica viavia enolatosenolatos prépré--formadosformados
cetona
Cetona ou aldeído
pKa ~ 35
pKa ~ 20
irreversível
20
CONDENSAÇÃO ALDÓLICA INTRAMOLECULAR
11
21
CONDENSAÇÃO ALDÓLICA INTRAMOLECULAR
22
CONDENSAÇÃO DE CLAISEN Entre 2 ésteres
- Usada na síntese de -ceto ésteres
12
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
O
G
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 aa
maiormaior acidezacidez dosdos hidrogênioshidrogênios  aa carbonilacarbonila dada cetonacetona ((pKapKa ~~ 2020)) emem
relaçãorelação àquelesàqueles  aoao grupogrupo ésteréster ((pKapKa ~~ 2525),), podepode--sese controlarcontrolar aa
formaçãoformação exclusivaexclusiva dada 11,,33--dicetonadicetona desdedesde queque aa cetonacetona ee aa basebase sejamsejam
lentamentelentamente adicionadasadicionadas aoao ésteréster..
13
25
REAÇÃO DE DIECKMANN
A acilação intramolecular leva a formação 
preferencialmente de aneis de 5 e 6 membros.
26
REAÇÃO DE CANIZZARRO
14
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
O
O
HO
H
O
H
O
HO
H
O
H
O
O
15
29
CONDENSAÇÃO DE KNOEVENAGEL
Mecanismo:
1ª etapa
Utiliza Éster Malônico
EssaEssa reaçãoreação éé facilitadofacilitado nana presençapresença dede umum catalisadorcatalisador ácidoácido,, emem
geralgeral umauma misturamistura dede ácidoácido acéticoacético ee aminaamina secundáriasecundária..
30
CONDENSAÇÃO DE KNOEVENAGEL
2ª etapa
3ª etapa
16
31
CONDENSAÇÃO DE DOEBNER
Mecanismo:
1ª etapa
Utiliza Ácido Malônico
32
CONDENSAÇÃO DE DOEBNER
2ª etapa
3ª etapa
17
33
CONDENSAÇÃO BENZOÍNICA
H
O
+ CN
O
CN
H
OH
CN + H
O
O
HO CN
OH
O CN
OH
O
Alfa hidroxi cetona
 Reações de Mannich: condensação de um composto carbonílico
enolizável com um íon imínio.
Por causa da maior reatividade do íon imínio, as condensações que
envolvem iminas são frequentemente feitas em meio ácido, onde a
imina é protonada.
1ª Etapa: Preparação do íon imínio
18
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.
19
Adição de Michael
Anelação de Robinson
Uma adição de Michael seguida de uma 
condensação aldólica;
Robert Robinson (Prêmio Nobel 1947) .
20
Anelação de Robinson