Adição Nucleofílica

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4- ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA 
 
4.1 Considerações gerais 
 
C O C+ O- Y+ Z-Y Zou
 
grupo carbonila grupos análogos 
 
O dipolo carbonílico pode sofrer 2 tipos de reação em presença de um 
nucleófilo/base: 
1- enolização pelo ataque da base ao próton em α. 
 
2- ataque direto pelo nucleófilo ⇒ adição nucleofílica 
Na presença de ácidos de Lewis: 
 
C O+H C+ OH
 
 
Comparação entre reações de substituição e adição nucleofílica 
 
Ligação simples C-OZ Ligação dupla 
C=O 
 
com nucleófilo forte}C ONu:
H C C ONu: (ENOLIZAÇÃO)
(adição catalisada
por H+)
(2 etapas)C ONu:
H+
(adição simples
{1 etapa)
C OZNu:
..
..
H C C OZNu:
..
..
(ELIMINAÇÃO)
(SN1) (2 ETAPAS)C OZNu: ..
..
H+
(SN2) (1 ETAPA)
 
 
As reações de substituição são praticamente irreversíveis enquanto reações 
de adição podem ser reversíveis ⇒ equilíbrio 
 
4.2 Etapas subsequentes às reações de adição 
 
a) Adição simples: produto estável ou reversível ao material de partida 
C
O Nu
R'R
:
-
 
 
 
b) Adição- Eliminação 
C
HO Nu-
R'R
C+
Nu-
R'R
C
Nu+
R'R
 
 produto estável ou ocorre adição de outro 
Nu 
 
c) Substituição 
C
O Nu
LR
..
C
O
NuR
+ L:
 
 
Num enol usualmente ocorre O-alquilação via SN1 enquanto no ânion 
enolato ocorre C-alquilação por SN2 ⇒ enolização produz nucleófilos ⇒ 
enóis ou enolatos podem reagir com outros compostos carbonílicos. 
 
a) Simples adição: o produto de adição é estável. 
Ocorre quando a carbonila original for de aldeído ou cetona e o nucleófilo 
não tiver outro par de elétrons. O produto será estável se o nucleófilo não 
for bom grupo abandonador (ex: hidretos e carbânios) deslocando o 
equilíbrio para os produtos de adição e evitando assim a reação reversa. 
 
Exemplo 1: 
 
Ph C
O
CH3 + LiAlH4 Ph C
OH
CH3
H
 
 
Exemplo 2: 
O + CN-
OH
CN
 
 
b) Adição-Eliminação: se o átomo nucleofílico tiver outro par de elétrons 
que servirá para facilitar a eliminação de H2O+ ou HO-. 
C
O
H2NZ C
N
Z
HOR C
RO ORROHC
HO OR
R CH C
O
R'
C
C
C
R
R'
O
 
 
CH3CH2 C
O
H
CH3OH CH3CH2CH(OCH3)2 + H2O
H2NOH CH3CH2CH=N-OH + H2OCH3COCH3
OH- CH3CH2CH=CHCOCH3 + H2O
Exemplo:
 
 
c) Substituição: se a carbonila possuir, ligado a ela, um heteroátomo (N; O; 
S; X), como nos ácidos carboxílicos, este pode funcionar como grupo 
abandonador após a reação de adição, resultando numa substituição 
nucleofílica em 2 etapas. 
 
PhCONHCH3 + CH3N+H3Cl-
PhCOOC2H5 + HCl
PhCOOH + HCl
O
ClExemplo:
2 CH3NH2
C2H5OH
H2O
 
 
Podem ocorrer quebras de ligações α às carbonilas. Se a ligação quebrada 
for simples teremos uma reação de fragmentação; se for dupla teremos 
enolização viníloga ou adição viníloga (adição conjugada). 
 
Exemplos: 
Adição conjugada NC CH2CH2 C
O
Ph
H+ -CN
H2C CH C
O
Ph
H3C C
O
CH2 C
O
OH CH3C
O
CH3 + CO2
∆..
..
Fragmentação
 
 
4.3 Reatividade relativa de grupos carbonila 
 
Três efeitos principais controlam a reatividade do grupo C=O: 
a) Ressonância de elétrons pi adjacentes estabilizam a carbonila, tornando-
a menos reativa. 
 
b) Efeito indutivo devido à substituintes polares ligados ao carbono 
adjacente torna a carbonila mais reativa. 
 
Exemplos: 
-
ouCl C C
O
R+
- +
C C
O
RR
O
+ +
-
-
 
 
c) Efeito estérico: grupos volumosos adjacentes à C=O causam 
impedimento estérico nas reações de adição reduzindo a reatividade. 
Aldeídos são mais reativos que cetonas devido aos 2 últimos efeitos. 
 
R C
O
C
O
C C
C
O
C
O
R2N
> ou >
 
 
R C
O
Cl
R C
O
H
R C
O
R'
R C
O
OR'
R C
O
NR2
>> > >
 
 
Ph C
O
H
Ph C
O
CH3
Ph C
O
C(CH3)3
>> >
 
 
4.4 Adição nucleofílica de heteroátomos (N, O, S, X) 
 
a) Adição de halogênios: reações reversíveis 
 
CH3 C
OH
CH3
Cl
+ Cl-CH3 C
O+H
CH3+ HClCH3 C
O
CH3
 
 
Dihaletos geminais podem ser obtidos pela reação de aldeídos e cetonas 
com PCl5 ou PBr3. 
 
RCHCl2 + + PCl5R C
O
H POCl5
 
 
 
 
 
b) Adição de oxigênio (formação de cetais, acetais e hidratos) 
 
O
HO
HO
+
H+
O
O
 
hidrato de cloral
C CH(OH)2
Cl
Cl
Cl+ H2OC C
O
HCl
Cl
Cl
 
 
c) Adição de enxofre e nitrogênio 
 
PhCH2 C
SC2H5
CH3
SC2H5
HCl
+ 2 C2H5SHPhCH2 C
O
CH3
 
 
enamina imina
tautomerismo
instável
C NH2
H3C
H2C
C NH
H3C
H3C
CH3
C OH
CH3
H2N
CH3
C O-
CH3
H3N
+
+ H3NC O
H3C
H3C
 
 
4.5 Hidretos como nucleófilos 
 
LiAlH4 ataca todo grupo funcional contendo C=O ou compostos 
correlacionados enquanto NaBH4 é menos reativo e mais seletivo (não 
reage com amidas, ésteres, nitrilas e compostos nitrados). 
Exemplo: 
 
NaBH4 H3C C
OH
H
CH2 CH2 C
O
OC2H5H3C C
O
CH2CH2COOC2H5
 
4.6 Adição de carbânion 
a) cianetos e acetiletos 
 
R C
O
R'
LiC CH
OH
C
R
R' C CH+
 
b) reagente de Grignard, alquil lítio e reação de Reformatsky 
c) 
CH3I + Mg
éter CH3MgI
δ−δ+δ− C OR'
R
C
R'
CH3
OHR
 
CH3CH2CH2CH2Cl + 2Li
éter CH3CH2CH2CH2Li + LiCl
C O
R'
R
C BuR
OH
R'
 
 
Reformatsky: são compostos organozíncicos e são menos reativos que os 
reagentes de Grignard ou alquilítio ⇒ podem ser preparados a partir de α-
haloésteres: 
 
Zn + BrCH2COOEt BrZnCH2COOEt
(CH3)2C=O
(CH3)2C CH2COOEt
OZnBr
H3O+
(CH3)2C CH2COOEt
OH
δ-δ+δ-
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.7 Adição–eliminação: condensação aldólica 
condensação aldólica: ocorre quando um enol de um composto carbonílico 
adiciona-se à outro carbonila de aldeído ou cetona. Aldeídos sofrem, em 
meio aquoso básico, reações de auto-condensação levando à formação de 
um hidroxi-aldeído (aldol). 
 
+ H2OC
O
HH2CCH2C
O
H+ HO
H
H2C C
O
H
 
CH2C
O
HH3C C
O
H
+
H2O
CH
O
CH2C
O
H
H3C CH
OH
CH2C
O
H
H3C + OH-
Aldol
CH CH2C
O
H
H3C
H+ ou -OH
 
 
� condensação cruzada: entre 2 aldeídos diferentes (Claisen-Schmidt ⇒ 
uma cetona e um aldeído). 
2 aldeídos com H em α ⇒ mistura ⇒ um dos aldeídos deve ser usado 
em excesso e não conter H em α (benzaldeído ou formaldeído). 
Exemplo: 
 
H2C=CHCHO + H2OHOCH2CH2CHO
silicato 
de sódio
300°C
CH2O + CH3CHO
acroleína
 
 
� Vários casos especiais de condensação aldólica de uso sintético 
importante podem ser encontrados na literatura: 
1- Condensação de Knoevenagel 
2- Condensação de Doebner 
3- Reação de Perkin 
4- Condensação benzoínica 
5- Síntese de Darzens 
6- Condensação de Stobbe 
 
7- Reação de Wittig: o carbânion é estabilizado por ressonância com 
um orbital d de um cátion fosfônio adjacente. O fósforo tem grande 
afinidade pelo oxigênio (da carbonila) formando-se um óxidode 
fosfina (R3P=O). 
 
Exemplo: 
RCH2Br + PPh3 RCH2PPh3
base
RCHPPh3 RCH=PPh3
reagente de Wittig
(ilídio)
Br-
 
 
Óxido de
 trifenil-
fosfina
Alceno
OxafosfetanoBetaína
(talvez não se forme)
+ Ph3P=OC CHR
C
O
CH-P-Ph3
R
C
O-
CHPPh3
R
+ RCHPPh3C O
 
 
4.8 Adição conjugada 
tautomerismo
C C C ONu
H
C C C O HNuNu: + C C C O H
 
Exemplos: 
 
CH2 CH2 C O
CH3
ClHCl + H2C CH C O
CH3
C2H5OH + CH2=CH-CN C2H5OCH2CH2CN
H2SO4
 
 
� Adição de Michael: adições conjugadas de íons enolatos à compostos 
carbonílicos α,β insaturados. Normalmente, os nucleófilos envolvidos 
são ânions dos ésteres malônico ou acetoacético. 
 
Exemplos: 
 
1)O
CH
C6H5
CH
C
O
C6H5HO-
2) H3O+
1) C6H5CH=CH-CC6H5
OOO
 
 
CH3CH
HC
CH2COOEt
COOEt
COOEt
2) CH(COOEt)2 + CH3-CH=CH-COOEt
 
 
 
Adição
conjugada
HO-
+ CH2=CH-C-CH3
O
O
CH3
O
O CH3
O
CH3
O
Base
Condensação
Aldólica
Anelação de
Robinson
O
CH3
O
3)