Introducao a Quimica de Compostos Heterociclicos Helio Stefani

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Ciencias Farmaceuticas 
lntroduc;ao a Quimica de 
Compostos Heterociclicos 
HELlO A. STEFANI 
Mestre em Quimica Organica - Universidade de Sao Paulo. 
Douror em Quimica Organica - Universidade de Sao Paulo. 
P6s-Doutorado em Quimlca Organica - University of Pennsylvania, Philadelphia - USA. 
Professor Associado - Universidade de Sao Paulo 
GUANABARA!!;KOOGAN 
0 autor e a editora empenharam-se para citar adequadamente e dar o devido credito a 
todos os detentores dos direitos autornis de qualquer material utilizado neste tivro, dispondo-
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SINDICATO NACIONAL DOS ED ITO RES DE LIVROS, RJ 
S828i 
Stefani, Helio A. 
lntrodu,ao a quirnica de compostos heterocicticos I HelioA. Stefani. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2009. 
il.- (Ciencias farmaceuticas) 
lnclui bibliografia 
ISBN 978-85-277-1499-0 
I. Cornpostos heterocfclicos. 2. Qufrnica heterocfclica. 3. QuJrnica org5nica.l. Tftulo. II. 
Serle. 
08-3240. 
01.08.08 05.08.08 
CDD: 547.59 
CDU: 547.7 
007978 
Apresenta~ao 
Os compostos heterodclicos provavelmente constituem 
o maior e mais variado ramo da familia dos compostos 
organicos. 
A motiva~o para escrever sabre o tema veio da consta-
ta~o da inexistenda de material didatico escrito na lingua 
portuguesa, o que causava serio empecilho aos estudantes 
do curso de Farm:kia. Tambem o escasso conteudo do 
tema nos livros de Quimica Organica refor10ou a necessi-
dade de disponibilizar material com conteudo basico para 
as disciplinas que utilizam e precisam de conhecimentos 
sabre a materia. 
0 presente livro resultou da coleta de viirios anos de 
material disponivel em publical'6es de lingua inglesa, ar-
tigos de pesquisa e textos sabre mecanismos de rea~6es 
organkas. 
Embora fosse desejavel, seria praticamente impassive) 
cobrir todos os t6picos da vasta area de compostos hetero-
ciclicos, ficando restrito o material disponivel no livro aos 
aneis com maior recorrencia na quimica organica, bioqui-
mica e farmaceutica. 
0 livro foi projetado pam fomecer uma introdu,ao clam 
e condsa sabre a quimica de compostos heteroddicos aos 
estudantes que se interessam pelo assunto au necessitam 
conhed!-lo. 
Est:! dividido em capitulos, descrevendo cada um a ocor-
rencia, OS metodos de s!ntese, quando passive! o mecanismo 
da rea~ao, assim como as rea~oes mais caracteristicas de 
cada aneL 
Hello A. Stefani 
Apresentac;;ao da Serie 
0 ensino de Ciencias farmaceuticas no Bmsil vern sen do 
alva de grande aten\iio e inumeras discuss6es nos ultimos 
anos, o que gerou uma reformula<;ao da estrutura curricular 
do curso, em ambito nacional. Tal medida visa a forma<;:ao 
de farmad~uticos competemes, sagazes, cr!ticos, humanistas, 
com visao sistemica, preparados pam trabalhar em equipe 
e comprometidos com a sociedade e a cidadania. 
A faculdade de Ciencias Farmaceuticas da Universidade 
de Sao Paulo (FCF-USP), como referencia nacional e in-
ternaciona[ de ensino, pesquisa e extensao universit3rios, 
caracteriza-se ainda par seu comprometimento com o de-
senvolvimento sustentavel nas dirnens6es cientifica, social 
e economica. Assim, a FCF-USP tem-se mantido atenta as 
transforma<;:6es sociais, politicas e cientificas. Tem prestado 
contribuiyio relevante nas areas de medicamemos, alimen-
tos e nutri<;:ao experimental, an:ilises clinicas e toxicol6gkas, 
nas quest6es de gestao ambiental, da farmacovigilancia, 
transgenicos, biotecnologia e biologia molecular, sem se 
descuid'f da aten~ao farmaci:utica. 
A cria~ao da Serie de Ciencias Farmaceuticas e resultado 
de todo esse empenho e destina-se tanto a cstudantes como 
a profissionais no ambito das Ciencias Farmad'=uticas, com 
o objetivo de Jhes fornecer fontes de esmdo e pesquisa, 
Os profissionais envolvidos na elabora\AO da Selic. como 
coordenadores e colaboradores, tem ampla capacita<;ao nas 
areas especfficas de atua~ao, estando aptos a competente-
mente abordarem os assuntos, dada a sua larga experiencia 
profissional. 
Cada um dos assuntos tratados mercce uma reflexao 
espedfica, ainda que seja notavel a coerencia do conjunto, 
quanta a pertinencia dos temas, que atingem de forma 
gradual e progressiva OS distimos ambit OS das Ciencias Far-
maceuticas. Oferecemos, assim. iiqueles que as estudam e 
sabre elas se dcbru(am um rico material educacional, pelo 
qual seci possfvel aprechr ou rever oricnta1;6es relacionadas 
a saUJe e areas correlatas. 
Durante todo o processo, desde o planejamento desta 
serie .ate a sua condusao, manteve-se const.ante a colabo-
ra<;:ao do agente litenirio Rami!son Almeida, cujo empenho 
nas atividades editoriais e no pleno conhecimento delas 
foram por n6s arnplamente reconhecidos e valorizados. 
Deve ainda ser ressaltado o precioso apoio e inccmivo da 
Editora Guanabara Koogan. 
A todos os participante' destcs volumes, qucro expressar 
minha efusiva graridao e congrarula~oes pela iniciativa e 
pela obra rcallzada. 
Diretoria da Faculdade de 
Ciencias Farmaccuticas da 
Universidade de Sao Paulo (FCF-USP) 
Conteudo 
1 Introdu~ao, 1 
2 Aplica~oes de Compostos Heterodclicos, 3 
3 Classifica~ao e Nomenclatura, 6 
Defini~ao, 6 
Classifica<,;ao, 6 
Nomenclatura para Sistemas Monoddicos, 6 
Nomenclatura de Hantzsch-Widman, 7 
Tipo de Heteroatomo, 7 
Tamanho do Anel, 8 
Exemplos, 9 
Outros Exemplos, 9 
Am'!is ldenticos Conectados por uma Liga<,;ao 
Simples, 10 
Sistemas Heterociclicos Fundidos, 11 
Sistemas Bicidicos com urn Anel Benzenico, 11 
Sistemas Bi- e Poliddicos com Dois ou mais 
Heteroddicos, 12 
Dois lsomeros Sao Dados como Exemplo, 12 
Indica<,;iio dos Hidrogenios, 12 
Sistemas Heterociclicos Espiro, 13 
4 Compostos Carbonillcos, 14 
Estrutura e Reatividade, 16 
Aldeidos e Cetonas a()-insaturados, 16 
5 Heterodclos Nitrogenados, 17 
6 Oxirana, 20 
Sintese, 20 
Via Haloidrinas, 21 
Mecanismo, 21 
Epoxidas;ao lnduzida por Per6xidos, 21 
Exemplo, 22 
Epoxida<,;ao de Juliii-Colonna, 22 
Epoxida<,;iio Assimetrica de Sharpless-Katsuki, 23 
Mecanismo, 23 
Epoxida<,;ao Assimetrica Catalitica de Jacobsen, 24 
Reap)es, 25 
Rea<,;ao de Grignard com Ep6xidos, 25 
Abertura de Ep6xidos Catalisada por 
Acidos, 26 
Abertura de Ep6xido com (CJI,), PBr2 ou com 
(C6H5) 3 P/12, 26 
Rea<,;ao, 26 
Mecanismo, 27 
7 Aziridina, 28 
Sintese, 28 
Via Adi<,;iio de Nitreno, 29 
Via Adi<,;iio de Michael, 30 
Via I ,2-aminoalcool, 30 
· ·Via Ep6xidos, 31 
Mecanismo da Rea<,;ao de Staudinger, 31 
Prepara<,;ao Via Ep6xidos, 31 
Sintese Via Alquenos, 32 
Rea<,;iies, 32 
Outras Rea~oes, 33 
Forma<,;iio de A!deidos, 34 
Forma<,;iio de Outros Aneis Heteroddicos, 34 
Rea<,;iio com Amina Primaria e Secundaria, 35 
Sais de Aziridinio, 35 
Rea~iies com Reagentes Acidos e Basicos, 35 
8 Oxetana, 36 
Sintese, 36 
Cicliza<,;iio de Alco6is -y-substituidos, 36 
Rea<,;ao de Paterno-Buchi, 36 
Rea<,;iio, 37 
Mecanismo, 37 
Abertura do Diceteno, 38 
Rea<,;oes, 38 
Abertura do Anel por Nude6filos Catalisada por 
Acidos, 38 
Rea<,;iio, 38 
Mecanismo, 38 
Ciclooligomeriza~ao e Polimeriza~iw, 38
Rea<,;iio, 38 
Mecanisme, 39 
9 Tietano, 40 
Sintese, 40 
Cidiza<,;iio de-y-halo Ti6is ou Seu Derivado Acetila 
por Bases, 40 
Rea<,;iio, 40 
Mecanismo, 40 
A(:ao de Sulfeto de S6dio ou Potassio sobre 
1 ,3-dialoakanos, 40 
Rea<,;iies, 41 
10 Azetidina, 42 
Slntese, 42 
Cicliza~ao de Aminas )1-substituidas, 42 
A~iio de p-toluenossulfonamida e Bases sabre 
1,3-dialoalcanos. 42 
Rea~ao, 42 
Mecanlsmo, 42 
Rea~oes, 43 
11 Azetidinona, 44 
Sintese, 45 
Forma<;ao da Liga<;ao Amida N,-C,, 45 
Proviivel Mecanismo, 46 
Forma~ao da Liga,ao C,-c,, 46 
Forma~ao da Liga\;ao CrC4, 47 
Rea<;ao,47 
Provavel Mecanismo, 47 
Diceteno, 47 
Rea,ao,47 
Mecanismo, 48 
Via Ep6xidos, 48 
Rea<;ao,48 
Mecanisme, 48 
Forma('ao da Lig,1('ao C1-N1, 49 
Rea,ao, 49 
~Iecanismo, 49 
Rea('ao,49 
~Iecanismo, 'i9 
Rea<;ao, 50 
Mecanjsn101 SO 
Outras Rotas de Sintese, 
!minas + Cetenos, 51 
Rea<;ao, 51 
Mecanismo da Rea,ao de Staudinger, 51 
!minas + Acidos Carboxilicos Ativados, 51 
Gera~ao do Ceteno, 51 
Ctorossulfonil Isocianato + Alquenos, 51 
12 Aneis de Cinco Membros, 54 
Ocorrencia, 54 
13 Furano, 57 
Sintese, 59 
Sintese de !minas, 59 
Reac;ao.60 
Sintese de Paal-Knorr, 60 
Rea<;ao,60 
Mecanismo, 60 
Variame, 61 
Sintese de Feist-llenary, 61 
Reac;ao, 61 
Mecanisrno, 61 
Mecanismo de Elimina<;ao de Agua, 62 
Transforma~o de Oxaz6is pela Rea~ao de 
Diels-Alder, 62 
Rea~oes, 63 
Substitui~o Eletrofilica, 63 
Metala~"ilo, 64 
Rea,6es de Adi~o, 64 
Rea<;6es de Abertura do Anel, 65 
14 Tiofeno, 66 
Sintese, 68 
Simese de Paal, 68 
Rea9ao, 68 
Mecanisme, 68 
Reagente, 69 
Mec-anisme, 69 
Sintese de Fiesselmann, 69 
Forma~o do Reagente de Vilsmeier, 70 
Simese de Hinsberg, 70 
Sintese de Gewald, 70 
Rea~e, 71 
Mecanisme, 71 
Rea<;6es, 71 
Substitui<;oes Eletrofilicas, 71 
Metala~ao, 72 
Aminometila<;iie (Mannich), 72 
Rea<;oes de Adi~ao, 72 
Rea96es de Abertura do Anel, 73 
Oxida1:ile, 74 
15 Pittol, 75 
Sintese, 76 
Sintese de Paal-Knorr, 76 
Rea<;iio, 76 
Mecanismo, 76 
Sintese de Hantzsch, 77 
Rea,ao, 77. 
Rea,ao, 77 
Mecanisme, 77 
Simese de Knorr, 78 
Forma~o de a-aminocetonas, 78 
Rea~CilO, 78 
Mecanismo, 79 
Forma~o cia Imina, 79 
Tautomeriza~ao da Imina pam a Enamina e 
Cicliz.1~o, 79 
Esteres Pirr61icos 2-<:arboxmcos 3-substltuidos, 79 
Cidocondensa<;ao de Nitroalquenos com 
Isodanetos, 80 
Rea,ao, 80 
Rea<;ao Multicomponente, 80 
Rea~ao, 80 
Mecanismo, 80 
Rea~5es,81 
Rea,oes Acido-Base, 81 
Rea~iles de Substitui~~o Eletrofilica no 
Carbnno, 81 
Rea,oes de Substitui.,ao Eletrofllica no 
Nitrogenio, 83 
Rea10oes de Adi\aO, 84 
Rea.,ao de Abertura de Anel. 85 
16 Oxazol, 86 
Sintese, 86 
Sintese de Robinson-Gabriel, 86 
... Rea.,ao, 86 
Mecanismo, 86 
S!ntese, 87 
Rea,ao, 87 
Mecanismo, 87 
Sintese de Blumlein-Lewy, 87 
Rea.,ao, 87 
Mecanismo, 88 
Simese de Cornforth, 88 
Rea~ciio, 88 
Mecanismo, 88 
Rea\OeS, 89 
Transforma.,6es de Adutos de Diets-Alder, 89 
Forma.,ao de Sais, 89 
Metala.,ao, 89 
Rea\6eS com Reagentes Eletrofflkos, 90 
Rea\OeS com Reagentes Nudeofilicos, 90 
Rearranjo de Cornforth, 91 
Rea.,ao, 91 
Mecanismo, 91 
17 Imidazol, 92 
Sintese, 94 
Condensa.,ao de Compostos 1 ,2-dicarbonilicos 
com Acetato de Amonio e um Alde!do, 94 
Rea.,ao, 94 
Mecanismo, 94 
Rea.,ao uma a-halo ou a-hidr6xi Cetona com uma 
Amidina, 94 
Condensa,ao de Cianamidas e a-amino 
Cetonas, 94 
Rea,ao,95 
Mecanismo, 95 
Rea\OCS, 95 
Rea,oes Acido-base, 95 
Tautomerismo Anular. 95 
Metala.,ao, 96 
Conte:ldo xi 
Rea,6es com Reagemes Eletrofilicos, 96 
Rea.,oes com Reagentes Nucle6tilos, 97 
18 Tiazol, 99 
Rea.,ao, 99 
Mecanismo, I 00 
Simese, 100 
Sfntese de Hantzsch, 100 
Rea.,ao, 100 
Mecanismo, 101 
Rea.,ao, 101 
Mecanismo, 101 
Rea.,ao, 101 
Mecanismo, 101 
Sfntese de Cook-Heibron, 102 
Rea~ao, 102 
Mecanismo, 102 
Sfntese de Gabriel, 102 
Rea~6es, 102 
Forma~ao de Sal, 102 
Metala~ao, 102 
Rea,6es com Reagentes EletrofHicos, !03 
Rea.,6es com Reagemes Nudeofilkos, 103 
Oxida~iio, 104 
Rea,oes de 2-alquiltiaz6is, 104 
19 Isoxazol, 105 
Slntese, 105 
Sintese de Claisen, I 05 
Rea.,ao, 105 
Mecanismo, 106 
Slntese de Quilico, 106 
Rea.,Oes, 106 
Abertura de Anel, 107 
Desprotona.,ao do C-3, 107 
Rca<;ao de Anela~ao, 107 
Isomeriza<;:".:io Termica, 107 
Forma~ao de Sal, 108 
Rea,6es com Reagentes Eletrofilicos, 108 
Rea,ocs com Reagentes Nucleofilicos. 108 
Abertura RedutiYa do Anel, 108 
20 Isotiazol, 110 
Rea,oes, Ill 
Forma.,ao de Sal, Ill 
Metala,ao, Ill 
Rea\6es com Reagentes Eletrofflicos, 111 
Rea,oes com Reagemes Nucleofilicos, Ill 
Oxida~ao, Ill 
Sfntese, 112 
Oxida,ao de ~-iminotionas, 112 
Ciclocondensa\ilO de 13-clorovini! Aldeidos com 
Tiocianato de Am6nio, 112 
21 Pirazol, 113 
Rea~6es, 113 
Acido-base, 113 
Tautomerismo Anular, 114 
Metala\aO, 114 
Rea~oes com Reagentes Eletroffiicos, 114 
Rea,oes com Reagentes Nucleofilicos, 115 
Sintese, 115 
Ciclocondensa\ao de Hidrazina, 115 
Rea,ao, 115 
Mecanisme, 115 
Rea,ao, 116 
Mecanisme, 116 
Cicloadi\ao 1,3-dipolar de Diazoalcanos com 
Alquinos, 116 
Rea\aO de Nef, 116 
Rea~o, 116 
Mecanismo, 117 
22 Aneis Pentagonais de 3 e 4 
Heteroatomos, 118 
Simese, 118 
Sintese de 1,2,4-oxadiazo!, 118 
Exemplo, 119 
Sintese de 1,2,3-triazois, 119 
Sintese de 1,2,4-triaz6is, 120 
Rea,ao de Einhorn-Bnmner, 120 
Rea~o, 120 
Mecanisme, 120 
Sintese de Pellizari, 120 
Rea1=iio, 120 
Mecanisme, 121 
Rea\iio, 121 
Mecanismo, 121 
Sintese de Tetmz6is, 121 
Reac;:;1o, 122 
Mecanismo, 122 
Exemplo, 122 
23 Indol, 123 
Processo Industrial de Obten,ao do fndigo, 124 
Sintese, 124 
Sintese de Fischer, 125 
Rea,ao, 125 
Mecanismo, 125 
Sintese de Madelung, 125 
Rea\iio, 126 
Mecanisme, 126 
Sintese de Bischler, 126 
Rea1=ao, 126 
Mecanismo, 126 
Sintese de Reissert, 127 
Rea~o, 127 
Mecanismo, 127 
Sintese de Bartoli, 127 
Rea~ao, 127 
Mecanismo, 128 
Sintese de Gassman, 128 
Rea,ao, 128 
Mecanismo, 129 
Sintese de Nenitzescu, 129 
Rea\aO, 129 
Mecanismo, 129 
Rea~6es, 129 
Reagentes Eletrofi!icos, 129 
Protona~o, 129 
Rea\Oes de lnd6is 13-protonados, 130 
Nitra~ao, 130 
Sulfona~ao, 131 
Acila~o, 131 
Rea\ao de Vilsmeier, 131 
Gera\iio de fon lmfnio, 132 
Rea,ao como Indo!, 132 
Rea~ao de Vilsmeier Intmmolecular, 133 
24 Pirrolidina, 134 
Sintese, 134 
Cidiza~o de Aminas Bis-homoalilicas, 134 
Cicliza~ao Eletrofnica (Cidiza1=ao 
Intramolecular), 135 
lodocicliza~:io, 135 
Cidiza~il.o de Amidetos de Litio, 135 
Sintese de Overman, 135 
Rea~ao, 136 
Mecanismo, 136 
25 Piridina, 137 
Farmacos com Aneis Piridinicos, 137 
Sintese da (.5)-nornicotina, 138 
Nomenclatura, 140 
Grupos Piridil, 140 
fon Piridinio, 140 
Diidropiridinas, 140 
Tetmidropiridinas, 141 
Nomes Triviais de Derivados da Piridina, 141 
Reao;oes, 141 
Estnnums de Ressonancia, 141 
Rea~oes de Substituic;ao Eletroffiicas, 142 
Sulfona,ao, 142 
Ha!ogena\ao, 142 
Rea~iles de Substitui~ao l'udeofilica, 143 
Adi96es de Nucle6filos a !on Piridlnio, 145 
Reatividade de Cadeias Laterais da Piridina, 146 
Sintese, 148 
Via Ciclocondensa,ao, 148 
Compostos 1,5-dicarbonflicos, 148 
Dialdeidos Glutac6nicos, 149 
Condensa,ao de Knoevenagel, 149 
Mecanisme da Condensa~iio de 
Knoevenagel, 149 
Rea9ao, 150 
Rea9iio, 150 
Mecanisme~ 150 
Rea9ao, 150 
Mecanismo, 150 
Sintese de Hantzsch, 151 
Forma,ao da Enamina, 151 
Mecanismo, 151 
Rearranjo de Ciamician-Dennsted, 152 
Rea9iio, 152 
Geral'1io do Dialocarbeno, 152 
Mecanismo de Rea01o, 152 
Sintese Via Cicloadil'iio, 153 
Sintese Via Transforma,ao de Aneis, 153 
26 Piperidina, 155 
Sintese, 155 
Substitui9ao Nucleofilica, 155 
Cicliza~;ao de 1-amino-5-haloalcanos,
155 
Rea~;ao de Aminas com Acetatos e Mesilatos. 156 
Rea010 de Aminas com Alco6is, 156 
Reas:ao, !56 
Forma9iio do Reagente de Mitsunobu. !56 
Mecanismo, 157 
Rea,ao de Aminas com Aneis de Tres 
Membros, 157 
Hidrogena9ao C.1talitica, 157 
Redu9iio par:~ Piperidina, 158 
Expansao de Aneis e Rearranjos, 159 
Pirrolidinas, 159 
Rearranjo Radicular Intramolecular, 159 
Cidoadi~oes, 159 
Rea96es de Imino Diels-Alder, 159 
Rea.,oes de Diels-Alder de Aza-dieno, 160 
27 Pirim.idinas, 161 
Sintese, !64 
Metodo de Pinner, 165 
Rea~ao, 166 
Mecanismo, 166 
Real'1io, 166 
Mecanismo, 166 
Sintese de Remfry"Hull, 167 
Rea,ao, 167 
Mecanismo, 167 
Simese de Shaw, 167 
Real'1io, 168 
Mecanismo, 168 
Rea~oes, 168 
Reagentes Eletrofflicos, !68 
Adi,ao no Nitrogenio- Protona9ilo, 168 
Alquilal'ao, 168 
Oxida1'1io, 168 
Halogenas:ao, 169 
Alquilal'1io e Arila1'1io, 169 
Rea.,oes de Deslocamemo, 169 
Rea<;6es com Bases, 170 
Desprotona<;ao do C-hidrogenio, 170 
Reas:ao de Diazinas C-metalado, 170 
Deriva1'1io de Litio, 170 
Reas:iles Catalisadas por Paladio, 171 
Rea9ao de Acoplamento de Sonogashira, 171 
Rea,ao de Acoplamento Tipo-Stille, 171 
Rea-;iles com Agentes Redutores, 171 
N-6xido-diazinas, 171 
Oxidiazinas, 172 
Rea~;oes, 172 
Rea,oes com Reagentes Eletrofilicos, 172 
Rea,oes com Reagemes Nucleofilicos, 172 
Rea~;oes com Bases, 173 
NDesprotona,ao, 173 
C-Metala,ao, 173 
Deslocamento do Oxigenio, 173 
Rea96es Catalisadas por Metais de Transi<;ao, 174 
Rea.,ao de Acoplamento de Suzuki-Miyaura, 174 
Aminodiazinas, 174 
Rea<;ao, 174 
Mecanismo do Rearranjo de Din1roth, 174 
Alquiidiazinas, 174 
28 Purina, 175 
Rea<;oes, 176 
Mecanismo da Rea<;ao de Antina<;ao de 
Chichibabin, 176 
Sintese, 177 
Sfntese de Traube, 178 
Rea~o, 178 
Mecanismo, 178 
Real'1io, 178 
Mecanisme, 178 
29 Diidropirimidin-2(1H)-onas, 180 
Rea,iles, 180 
Oxida1'1io, 180 
Redu;;ao, 181 
Rea;;oes de Alquila-;ao e Acilas;ao, 181 
N-alquilas:ao, 181 
N-acila<;iio, 182 
Reas;oes no Substiruinte do C-5, 182 
Reas;oes no Substiruinre do C-6, 183 
Compostos Bromometila, 183 
Rea,ao de Transformaqiio do Anel, 184 
Rearranjos no Anel, 184 
Expansao e Contra<;ao do Anel, 184 
Rea<;:11o de Condensa;;ao do Anel, 185 
Ciclizas:6es nos C-5/C-6, 185 
Cicliza;;oes no C-2/ N-3, 185 
Sintese, 185 
Reas:ao de Biginelli, 185 
Rea<;ao de Atwal, 186 
Rea<;:ao com cx-azido ou cx-tosil Tiourc!ia, ·186 
Rea<;:iio de Sidler e Hu, 187 
30 ion Pirilio, 188 
Rea<;oes, 188 
Nitrometano e Fosforana, 188 
Reas:ao com Anion Ciclopenradienila, 189 
Rea<;:iio com Amonia, 190 
Rea<;:ao com Sulfito de S6dio e Fosfana, 190 
Rea<;:ao com Hidrazina, 190 
Reaqao com Azida, 191 
Rea<;6es, 191 
Rea(:iiO com Nucle6filos, 191 
Rea.;oes com Reagenres Organometalicos, 192 
Sintese, 194 
Compostos 1,3-dicarbonilicos, 194 
Sintese de Balaban, 194 
Sintese de Dilthey, 195 
31 Cunaarina,196 
Rea<;6es, 197 
Rea-;oes de Adi<;ao, 197 
Rea<;iio de Carbonila, 197 
Rea<;iio de Rearranjo, 198 
Sintese, 198 
Rea<;iio de Pechmann, 198 
Sintese de Knoevenagel, 199 
Condensaqao de Perkin, 199 
Rea<;'JO, 199 
Provavel Mecanismo, 199 
Sintese Via Acidos Propargilicos, 200 
Reaqao de Pormdorf, 200 
Rea<;iio de Houben-Hoesch, 200 
Mecanismo, 201 
Rea;;ao, 201 
Rea<;:11o de Wittig, 201 
Rea<;:11o, 201 
Mecanismo, 201 
32 2H-Piranona, 202 
Sinrese, 203 
Ciclocondensaqao, 203 
Esteres Crotonicos, 204 
Ester Acetoacetico, 204 
En6is de Piridinio, 204 
Reas:ao, 204 
Mecanismo, 205 
33 3,4-Diid.ro-2H-Pirano, 206 
Rea,oes, 207 
Sintese, 208 
Compostos Carbonilicos cx,l:l-insaturados, 208 
Sais de 4-aciloxibutilfosfonio, 208 
Rea<;J.o, 208 
Mecanismo, 208 
Hetero Diels-Alder, 208 
34 Cromona, 209 
Reaq6es, 209 
Sfnrese, 210 
Acido de o-hidroxiaril1,3-dicetonas, 210 
Rea(:iio, 210 
Mecanismo, 211 
Rearranjo de Baker-Venkataraman, 211 
Reaqiio, 211 
Mecanismo, 211 
Sintese de Kosmnecki-Robinson, 211 
Ciclizaqao Oxidativa de Chalconas, 212 
35 Quinolina, 213 
Rea<;6es, 215 
Substitui<;ao Eletrofilica, 215 
Nitra<;:1io, 215 
Halogena;;ao, 215 
Sulfona<;ao, 216 
Substiruis:ao Nucleofnica, 216 
Reatividade das Cadeias Laterals, 217 
Oxida<;'JO, 219 
Redu<;:11o, 219 
Sintese, 220 
Compostos o-aminocinamoil, 220 
Rea<;ao, 220 
Mecanismo, 221 
Sintese de Skraup, 221 
Mecanismo de Formaqao cia Acroleina, 221 
Limira<;:11o da Reas:ao, 221 
Rea<;:11o, 221 
Mecanismo, 222 
Orienta~iio de Fechamento do Anel, 222 
Sintese de Dobner von Miller, 223 
Rea<;iio, 223 
Mecanisme, 223 
Sintese de Conrad·Limpach, 223 
Sintese de Friedlander, 223 
Rea<;iio, 224 
Mecanismo. 224 
Mecanismos, 224 
Simese de Pftizinger, 225 
Rea<;ao, 225 
Mecanisme, 225 
Sintese de Combes, 225 
Rea<;iio, 226 
Mecanisme, 226 
Sintese da Cloroquina - Antimal<\rico Sintetico, 226 
Sintese de Camps, 226 
Rea<;ao, 227 
Mecanisme. 227 
Simese de Baba, 227 
Rea~ao, 227 
Mecanismo, 228 
Sintese Via Acido Cinamico, 228 
Sintese Via Acetanilidas, 228 
Rea<;oes de Cicloadic;:io 4+ 2, 229 
Sintese a partir de Aneis Hererocfclicos, 229 
36 Isoquinolina, 231 
Rea,oes, 232 
Substitui~ilo Eletrofilica, 232 
Substitui<;ao Nucleofilica, 232 
Reatividade das Cadeias Laterais, 234 
Oxida~ao, 234 
Redu<;ao, 235 
Sintese, 235 
Homoftalaldeido e Compostos Dicarbonilicos, 236 
Rea,ao, 236 
Mecanisme, 236 
Rea,ao, 236 
Mecanismo, 237 
Sfntese de Bischler-Napieralski, 237 
Rea~ao, 237 
Mecanismo, 238 
Sintese de Pomeranz-Fritsch, 239 
!'orma<;iio de Cetais, 239 
Rea,-ao, 239 
Mecanismo, 239 
Rea,ao, 239 
Mecanisrno, 240 
Sintese de Pictet -Spengler, 240 
R<:'A<;ao, 240 
Contm1do XV 
Mecanisme, 240 
Rea-;ao Intramolecular a7.a·Wittig, 241 
Rea<;ilo, 241 
Mecanismo, 241 
Transfonna-;ao do Anel de Outro 
Heterociclo, 241 
Sintese de Schlittler·Miiller, 242 
Rea<;ilo, 242 
Mecanismo, 242 
37 Benzodiazepinos, 243 
Rea,6es, 244 
1,4-Benzodiazepinos, 244 
Caralise Acida, 244 
Rearranjo, 244 
Contra<;ilo do Anel, 244 
Alquila<;iio dos Atomos de Nitrogenio, 245 
Sintese, 245 
1,3-Benzodiazepino, 245 
Rea~ao, 245 
Mecanisme, 246 
1,4-Benzodiazepino, 246 
Rea;;:ao, 246 
Mecanismo, 246 
Rea<;iio, 247 
Mecanismo, 247 
Rea,ao, 247 
Mecanismo, 247 
Rea<;ilo, 248 
Mecanisme, 248 
Rea<;iio, 248 
Mecanismo, 248 
Rearranjo de Beckmann, 249 
Mecanismo, 249 
1,5-Benzodiazepino, 250 
Compestos I ,3·dicarbonflicos, 250 
Compostos a,fl-insaturados e fl-halogeno 
Carbonilicos, 250 
Sfnteses a partir de Outros Sistemas 
Heterociclicos, 251 
Quinazolinas, 251 
Rea<;iio, 251 
Mecanismo, 251 
Rea<;ao, 252 
Mecanismo, 252 
Sfntese a partir de Ind6is, 252 
Sintese Via Rearr•njos: Beckmann e Schmidt, 252 
Rearranjo de Beckmann, 253 
Rea~ilo, 253 
Slntese Via Anidridos lsat6icos, 253 
Rea\JO, 253 
Mecanisme, 253 
:xvi Contefido 
1,4-Diazepinicos com Aneis Heterociclicos 
Fundidos, 254 
Rea\iio, 254 
Mecanismo, 254 
Rea<;ao, 254 
Rea<;ao, 255 
Rea<;oes, 255 
38 Hetero Diels-Alder, 256 
Rea<;ao, 256 
Mecanismo, 256 
Estereoquimica, 256 
Mecanismo Geral, 257 
Possiveis Mecanismos, 257 
Heterodienos e Heterodien6filos, 257 
Heterodienos, 258 
Heterodien6filos, 258 
C-H Dien6filos, 258 
!minas, 258 
Rea<;ao, 258 
N itrilas, 258 
Rea<;ao, 259 
C-0 Dien6filos, 259 
Rea<;oes, 259 
C-S Dien6filos, 259 
Rea<;oes, 259 
N-0 Dien6filos, 260 
Rea<;oes, 260 
N-S Dien6filos, 260 
Forma<;iio da Aril Sulfonamida, 260 
Rea<;6es, 26o 
N-N Dien6filos, 260 
Rea\iio, 261 
Referencias Gerais, 262 
fndice Alfabetico, 263 
CAPITULO 1 
Introdu\=ao 
A Quimica Organica e a qulmica dos compostos de carbono e hidrogenio. Do vasto grupo de estruturas que as 
compostos organicos adotam, muitos contem aneis como
urn de seus componentes; assim, esses composros podem 
ser classificados como "heterocidicos" quando o anel contem pelo menos um heteroatomo (N, S, P, Se, 0 etc.). 
Aproximadamente, metade dos compostos organicos conhecidos contem ao menos um sistema heterociclico. 
'v!uitos compostos heterocldicos ocorrem na natureza e suas fun~iles freqUentemente sao de fundamental impor-
tiincia para os organismos vivos, pois atuam como componentes-ch;JVe em processos biol6gicos. Podemos identifi-
car os derivados da pirimidina e purina como as bases dos acidos nlicleicos; a clorofila eo heme, ambos derivados 
do anel da porfirina, sfto fundamentais para a fotosslntese e para o transporte do oxigenio nas plantas enos anima is; 
ingredientes essenciais da dieta, tais como a vitamina B6 (piridoxol) e a vitamina C (acido asc6rbico), sflo hererodclicos: 
dois dos aminoacidos essenciais, triptofano e histidina. 
0 papel deste ramo da Quimica Organica pode ser ilustrado atraves das propriedades de dais compostos de ocorren-
cia natural: seratonina e histamina. 
NH2 
HO 
seratonina hislidina 
Estes produtos nnturais ocorrem em quantldades muito pequenas e sao, portanto. dificeis de isolar de fontes 
naturals. Dessa forma, os quimicos orgimicos podem fornecer uma solu~fto para o problema atraves da sintcse em 
laborat6rio; afinal, embora a seratonina seja largamente distribuida na natureza, ocorre em baixa conccmra,iio. 
Ela e derivada do triptofano atraves da hidroxila,ao enzimatica no sistema nervoso central, seguida pela descar-
boxila\:ao. 
Foi isolada pela primeira vez na forma pur• de uma fonte natural em 1948, sendo mais tarde sintetizada em laborat6rio, 
possibilitando a investiga,ao do seu modo de a<;ao. 
A seraronina rem l;uga variedade de fun.;:oes farmacol6gicas. incluindo a contra,ao de vasos sangulneos e estimu-
la<;ilo de mtlsculos imestinais, mas foi sua ao;:ao no cerebra que instigou maior interesse. A libem<;iio de scratonina 
pelos neuronios pode causar mudan<;as no humor e no a petite. Alem disso, e conhecido que os nivcis de seratonina 
podem determinar a preferencia por alimentos ricos em carboidratos au em prote!nas. 
Os compostos hetcrociclicos estilo envolvidos em um numero extraordimirio de tipos de rea<;oes; afinal, todos os 
processos biol6gicos siio processos quimicos em ultima instancia: manifesta~oes de vida como fornecimento de energia, 
transmissao de impulsos nervosos, visfi.o! metabolismo c t:ransferCncla de informa\6es heredittirias sao todas basea-
clas em rea~oes qulmicas envolvendo a participa,ao de compostos hctcrodclicos. 
Os compostos heterociclicos tem aplica,oes em praticamente todos os campos da ciencia e natureza, como: fo-
tosslntese. biosslntese de moleculas complexas como os amino:'icidos, protelnas, polissacarideos, fosfolipfdcos, es-
ter6ides, pesticidas, drogas veterin;irias, cornntes, agentes fluoresccntes, rctardadores de chamas, materials fotogra-
ficos, flavorizantes, aromatizames. cosmeticos. condutores orgiinicos e. principalmcnte. as f{!rmacos. 
Por centenas de anos, as doen<;as foram tmtadas e curadas com rcmeclios obtidos cia natureza, provenkntes das 
plantas (folhas. frutos, cascas), dos anim:tis e dos insetos, e neles a presen<;:a de aneis hetcrociclicos na estrutura de 
moleculas e maci;;a. 
Das plantas uma das principais fontes de compostos heteroddicos sao cxtr:•klas, desde milhares de :mos. uma 
serie muito extensa de substancbs com propriedades tempeuticas usadas na medicina popular. Uma clel:ts, citada pelo 
impemdor chines Shen Nung em seu livro Pe.11sao, escrito ha 5.100 a nos, G1> 'a"g Sbfm, prescrita para fcbres, era extra ida 
cia raiz Dicbroafebrifilga e hoje e empregada no tratamento de mabria. 
2 lr:trodu~ifv 
0 6pio exrraido da semente da flor cia papoula, Papaver sonmifemm, contem morfma, urn poteme analgesico, e code ina, 
usado como antitussigeno. 
RO 
/ morfina (R =H) 
N code!na (R CH,) 
Os anrigos grcgos e orienta is usavam urn narc6rico obticlo de plantas, a escopolamina (soro da verdade), como sonifero; 
as folhas da coca, fonte da cocaina, cram empregadas pelos correios incase mineiros (e ainda o e nos tempos atuais) nas 
minas de prata das momanhas andinas, como estimulante e eufOrico. 
cocaina 
A droga reserpina, extraida das r:aizes da planta Rauwolfia serpentina pelos amigos hindus, foi empregada no rrara-
mento da hipertensfto, ins6nia c insanidade. 
w ' MeO N 
' H H 
N 
0 
1 0~: OMe OMe ' 
"'- OMe 
OMe 
reserpina 
Em 1820, foi isolada a quinina, usacb como antimaliirico, extmida da casca da arvore Cinchona, conhecida pelos in-
dios sui-america nos, que a empregavam no combate a febres. 
II 
t-O~,, 
(],' 
N 
"' N 
quinina 
CAPITULO 2 
Aplicas;oes de Compostos 
Heterocfclicos 
Os compostos bcterociclicos dominam a Quimica Orgflnica modema com pelo menos 55% das publica~oes clcdicad1s a 
esta :!rea. F..sta coloca0lo encontra respaldo quando se verifica que :t maioria clas prepara~oes de f<innacos conhecidas (antibi-
6ticos, neurotr6picos, cardiovasculares, antic:~rdnogenicos etc) incluem beterocidos. A agricultura cada dia usa mais regubdo-
res de crescimento .de plantas e pesticiclas estruturalmente baseados em compostos hetcrocidicos. sem nos esquecemJos da 
produ0lo de poliri1eros rennoestavei.s, fibras de alta rcsistencia e durabilidade, pigmentos, corantes e supercondurores. 
Em cada celu!a viva contendo iiddo desoxirribonucleico (DNA), ou seja, nosso c6digo genctico, encontramos heterocidos 
clerivados de pirimidina e purina (dtosina, timina, uracHal adenina e guanina)1 que participam diretamente na tmnsmis-
sao da her~n~ genctica de uma gera~ao a outra. 
J) 
I 
H 
citosina 
0 H,N'JM• 
OAN 
I 
H 
!imina 
0 
H, J 
01N 
I 
H 
uracila 
N~N ~NJlNJ 
1 
H 
aden ina 
As vitaminas essenciais a manuten<;ao da vida hunmna (tambem conhecidas como molc<"ui:Js da vida) silO compos-
tos heteroddicos. Por exemp!o, o acido nicotfnico e sua amida (vitamina B) sao precursores das desidrogenases de-
pendentes da piridina NAD' e NADP'. De forma similar, o fosfato de piridoxal c biossinterizado de fontes nutricionais 
eontendo piridoxina, piridoxal e piridoxamina (vitamina 1\)· As coenzimas tiamina, ribofbvina, biotina e :lcido f6lico 
sao~ respectivamcnre, as vitaminas B1, B2 e Bi. 
0 
" Vc'R 
vitamina 8:! 
acido nicotinico (R = OH) 
nicolinamida (R = NH,) 
HO OH HO JJltl-CHzOH 
0 0 HOH Me 
vltaminaC 
(acido asc6rbico) 
Me 
Me 
0 
vitaminaBs 
piridoxina (R = CHoOH) 
piridoxal (R = CHO) 
piridoxamina (R = CHoNH,) 
, ..• ~· 
vitamina E 
(a·tOColeroiJ 
4 AplicacOes de Compos/as HeJerudclicos 
A atividade das vitaminas e muito poteme e apenas alguns poucos miligrnmas sao necessarios diariamente. As necessi-
dades cliarias de ingestao, por exemplo, de acido nicotlnico, riboflavina e piridoxina sao, respectivamente, de 15-20, 
1-3 e 1-2 mgldia. A vitamina B, apresenta atividade biol6gica ainda mais elevada, e a dose diaria para um aclulto e de 
somente 0,2 mg, merecendo especial aten\1io nao somente devido a este fato, mas rambem com rela,ao a extraordinaria 
complexiclade de sua estrutura, composta de varios aneis heterociclieos nitrogenados e oxigenados e varios centros 
estereog€:nicos. 
R = 5'-deoxiadenosil 
Vitamin a B,, (cobalamina) e suas modifica~oes: cianocobalamina (R = CN), 
hidroxicobalamina (R = OH), metilcobalamina (R =Me) e adenosilcobalamina 
Muitos compostos heteroddicos sao biossintetizados por plantas e animais e sao biologicamente ativos. Atraves de 
milhaes de anos, estes organismos tem estado sob intensa pressao evolucioniiria e seus mctab6Htos podem ser vantajo-
samente usados, por cxempto, como roxinas para manter afa.scados os predadores1 matfi-los, ou como corames para atrair 
parceiros ou inseros polinizadores. Alguns heterociclos sfio fundamenrais paw a vida:
tais como os derivados heme do 
sanguc e a clorofila, essencial para a fotossintese. 
ROC 
0 
CO;>H 
heme clorotila "A" 
R= A 
0 
De forma similar, as bases encontradas no RNA e no DNA sito heterociclos. assim como sao os a~(lcares que, em 
combina,ao com fosfatos, fornecem a estrutura e determinam a topologia destes acidos nucleicos. 
Corantes de origem vegetal induem os indigos azuis, usados pam tingir jeans. 
Ap!ica£fieS de <.Omposros J/ctt?rociclfcos 5 
0 
0 
fndigo 
Um veneno de novela de detetives, estricnina, e obtido da resina da planta curare. 
0 
es!ricnina 
As propriedades dos compostos hcterocicliws em geral fazem deles objetos de grande interesse das ind(Jstrias 
farmaceuticas e de biotecnologia. Alguns compostos biologicamente ativos siio mostrados adiante. Jncluem quatro 
produtos naturais (nicotina, piridoxina, cocafna e morfin:J), e dois compostos sinteticos (nifedipino e paraquat). 
nicotina 
(droga viciante e 
inseticida) 
Me, 
N 
OCOPh 
coca ina 
(anestesico local e 
droga de abuso) 
HO 
HO 
piridoxina 
(vitamina 8,;) 
morfina 
OH 
NMe 
(heroina eo 0, O·diacetato 
de mortina) 
N 
I 
H 
niledipino 
(droga cardiovascular) 
Me~J-C~Me 
2CI~ 
paraquat 
(herbicida, intelere 
na lotossintese) 
Existem mil hares de outro.s compostos heterocidicos. naturals e sintCricos, de malar importfinda nao somente na me-
didna, mas tambE:m na maioria das atividades comuns para o homem, 
CAPITIJLO 3 
Classificas;ao 
e Nomenclatura 
DEFINI<;:AO 
Composto heterociclico e aquele no qual o ciclo possui pelo menos urn atomo diferente do carbona (N, S, 0, P, Se, 
Te etc). 
Os hetermltomos mais comuns sao oxigenio (0), em:ofre (S) e nitrogenio (N), mas muitos outros elementos podem estar pre-
sentes no anel, incluindo boro, silicio, f6sforo etc. 
CLASSIFICA<;:AO 
Um grande numero de compostos heterociclicos e conhecido, diferindo entre si em tamanho e niimero de seus aneis, 
no tipo e posi~f•o dos heteroatomos no aneL 
Os hidrocarbonetos ddicos sao divididos em cidoalcanos (ex.: ciclopentano, cicloexano), cicloalquenos (ex.: 
ciclopenteno, cicloexeno) e aromaticos (ex.: benzeno). Analogamente, podemos classificar de forma similar os com-
pastas heterociclicos e terernos: heterocicloalcanos (ex.: pipericlina), heterocicloalquenos (ex.: 1,2,3,4-tetraidropiri-
dina) e sistemas heteroaromaticos (ex.: pi riel ina). Outro criterio de classifiCl~Ciio emprega como referencia o tipo de 
heterm\tomo. 
0 
no en 0 
no n 
ca ~u e .co a u 0 
al 0 f al 0 lq -t' 0 .c 
,o 6 r a ,o er a 
a r -11 
m tema 
.c t ,o .c t f 0 
c' he .c c' he .c ar he o 
c' c' i 
0 0 0 0 0 0 N 
cicloexano 
I 
H cicloexeno 
I 
H benzeno piridina 
piperidina 1,2,3, 
4-tetraidropiridina 
Em principia, os hererocicloalcanos e os heterocicloalquenos mostram pequenas diferen,as quando comparados 
com seus aniilogos adclicos. Por exemplo, a piperidina possui propriedades qu!micas mui!O similares i1s das aminas 
secundri.rias1 tai como a dietilamina, e as da 1 ,2J,6-tetraidropiridina assemelham-se tanto as de uma am ina secundt'iria 
como 1•s de um alqueno. 
NOMENCLATURA PARA SISTEMAS MONOciCUCOS 
:Vluitos compostos organicos, induindo os composros heterocidicos, rem um nome trivial (apelido). Usualmente, 
os names triviais sao originados cia ocorrencia dos compostos, cia sua primeira prepara~ao ou devido a alguma proprie-
dade especiaL 
Classifica~iio e Nomencfawra 7 
As regras da IUPAC perm item duas nomenclaturas. A nomenclatura de Hantzsch-Widman e recomendada para 
heterodclicos de tres a clez membros. Para aneis heterociclicos maio res, deve ser usada a nomenclatura de deslo-
camento. 
Estrutura Nome trivial Nome sistematico 
0 
u 6xido de etileno oxirnna 
~C02H addo piromiicico acido furano-2-<:arboxllico 
aC02H 
acido nicotinico acido piridino-3-<:arboxHico 
"" N 
COo cumarina 2H -cromen-2-ona 
NOMENCL\TIJRA DE HANTZSCH-WIDMAN 
Tipo de heteroatomo 
Os compostos monociclkos con!endo um ou mais heteroiitomos no anel sao denominados combinando-se um prefi-
xo apropriado da T:tbela 3.1 (fazendo a elisiio do "a" quando necess:irio) com o sufixo da Tabela 3.2. A sequencia na 
Tabcb 3.1 tambem indica a ordem de precedencia dos prefL'tos. 
Tabcla 3.1 Prcfixos no Sistema de Han12Seh-Widman 
Elc:mento l'rellx<> Elcmento Prellxo 
0 Ox a Sb Estiba 
s Tia Bi msma 
Se Selena Si SiJa 
Tc Tc!Ur:l c.c Genna 
N Am Sn Esuna 
p Fosfa B !lora 
As ArSQ Hg Mercum 
Tabcla 3.2 Sufixos no Sistema de Hantzs<:h-Wldman 
-ir 3itomos 
-<:1 4" 
-ol 5" 
·ol 6" 
-ep 7" 
-oc 8" 
-<>11 9" 
-<:<: 10" 
A ordem de prececlcncia dos trcs heteroatomos mais comuns e oxlgeruo, enxofre e nitrogenio (OSN). 
8 Cla.s.siflcapio e Nomenclatura 
Tamanho do anel 
0 tamanho do anel e indicado por um sufLxo, de acordo com a Tabela 3.3. Algumas das sflabas sfto derivadas de 
lnumerais Iatinos: ir de trl, et de tetra, ep de hepta, oc de octa, on de nona, ec de deca (uma sflaba caracteristica). 
Tabela 3.3 Sufixos para Indicar o Tamanho do Anel Heterociclico 
!IJ ... de ;itomos 
do ancl 
3 
4 
5 
G 
7 
8 
9 
10 
AnCis: contendo 
nitrogCnJo 
lnsaturn'\ao 
·I rim< 
·CtO 
-ol 
-inc 
-eplno 
.-ocino 
-onino 
-edno 
Saturn~ao 
-iridino 
.-etidino 
·{)lidtno 
lnsatt1ray.1o 
·irene 
<tC 
.-ole 
-in 
-epino 
-ocino 
.-onino 
-edno 
AnCis sem 
nitrogCnio 
Saturm;ao 
-imno 
-eta no 
-ol:\no 
-a no 
-cpano 
-oamo 
-on~no 
-ecano 
No caso de anCis de quatro e cinco membros, uma terminar;?to especial C usada pam as estruturas contenclo uma liga-
<;1io dupla, quando pode existir mais que uma Uga<;ao dupla nao cumulativa. 
N."' de iitomos dos anCis 
parcialmcntc 
saturodos 
4 
5 
1 4 
HN-CH2 
I I 
HAs-CH2 
2 3 
3!\.-1 ,2-azarsetina 
AnCis contendo 
nitrogCnio 
.etino 
-Qllno 
3-siloleno 
AnCisscm 
nitrogCnio 
·<.:t<:no 
-olcno 
• A multiplicidade de um mesmo heterootomo e indicada porum prefi:m "di-", "tri-'' etc., colocado antes do prefixo 
aproprhtdo "a", 
1 ,2,5-lriazina 
• Se duas ou mais espCcies de heteroatomos aparecem em um anel hererociclico, sua prcva!Cncia de citar;3o no nome 
segue a seguintc orclem decrescente de prioridacle (T<tbela 3.4). 
Tabela 3.4 Ordem Decrcscente de Prioridade 
Elemcnto 
Oxigi:nio 
Enxofrc 
Sc1Cnio 
Tcllliio 
NitrogCnio 
FOsforo 
Antim6nio 
flismuto 
Silicio 
Genn1lnlo 
Est:.tnho 
MercUrio 
ValCncia 
II 
II 
li 
II 
lil 
lil 
lll 
Ill 
IV 
IV 
IV 
II 
Preft..'Xo 
Ox;~ 
Tia 
Selena 
Tdur.t 
:\1..1 
FosE1 
Estitxl 
Bisma 
Sil;t 
Genna 
Est ana 
:\icrcura 
Exemplos 
Classificaf.fiO e Nomenclattlra 9 
1 
00,2 5 5 4 3 
1 ,2-oxatiolano 1,3-tiazol 
4 3 
slo/J2 
1 
1 ,2-oxa li ol ano 
• . d. ..------;geni{ I "-. ~ indica anel saturado 
numeros que 1n 1cam a "-' 
posi9iio dos heteroatomos tamanho do anel 
enxofre · · · · 
4 
N 5( 'n3 
6 ~ _..N 
2 
indica anel insaturado 
1 / 
1 ,2,4-tri az ina 
/\ 
tres heteroatomos 
(atomos de nitrogenio) 
nitrogenio 
• A posit;ao de urn Unico heteroatomo determina a numerat;ao em um composto heterodclico. 
"(:)' 7 4 
6 5 
azocino 
Outros exemplos 
H 1 H 1 H 
562 
' . 
01 11 1N 2 
Si 
N 
403 
502 
3u2 3g2 4 3 4 3 
oxirana 1 H-azirina azeto 2H-fosfolo silolana 
1 1 1 2 6op 2 
5 ~ 1 3 
4 
BH 2 :u3 70s1 2 6 3 
5 4 
SCHN 3 
7 4 
4 6 5 
fosfinina borinana tiepino azocano 
• Quando o mesmo hereroatomo ocorre mais de uma vez no anel, a numera.;ao e atribuida de forma a dar a menor 
localiza.;ao possivel aos heteroatomos. 
1 ,2,4-triazina 
• Quando heteroaromos diferentes esrao presentes no anel, a posi<;ao dos hereroaromos e indicada pelos respecti-
vos numeros. colocados antes do prefixo do primeiro heteroatomo e na mesma ordem de prioridade anterior-
mente citada. 
1 ,3-oxatiolana 
I a numera9ao 1 ,3 e) 
\ menor que a 1 ,4 
(s'tf\ ~1,2,5 
6H-1 ,2,5-tiadiazina 
(
a numera9ao come9a no enxofre, 
a sequencia 1 ,2,5 e me nor que 
1,3,6 
H 
t 
N 
( '~H 
H-N-Si-H 
' 1,2,4,3 
H 
1 ,2,4,3-triazasilolidine 
No exemplo seguinte, a numera<;ao deve comepr com o atomo de enxofre. Esta condi<;iio elirnina 2,1 ,4-tiadiazina. 
Entao os atornos de nitrogenio recebem a menor numera,ao possivel, o que elimina a 1 ,3,6-tiadiazina. 
2H, 6H-1 ,5,2-ditiazina 
(niio: 1 ,3,4-ditiazina) 
(nao: 1 ,3,6-ditiazina) 
(nao: 1 ,5,4-diliazina) 
A numer'J\ilO tem inkio como {ltomo de enxofre. A escolha deste atomo c deterrninada pela serie de !ocalizadores que 
podem ser atribuidos para o restante dos heteroatomos de qualquer especie. 
Como a serie 1,2,5· e menor que a 1,3,4- m1 a 1,5,4- no sentido horario, o nome correto e 1,5,2-ditiazina. 
ANEIS IDENTICOS CONECfADOS POR UMA LIGA<;:AO SIMPLES 
Tais compostos sao definidos pelos prefLxos bi-, terc-, q11arter- etc. de acordo como n(rmero de aneis, e as liga~Ciies 
sao indicadas como segue: 
OD 
1 1' 
1 
2,2' -bipiridina 2,2':4' ,3"-tertiofeno 
SISTEMAS HETEROciCilCOS FUNDIDOS 
Sistemas bicfdicos com urn anel benzenico 
Classf{icn(:iio a NomcncffJWm 11 
Sistemas em que ao menos dois :homos vizinhos silo comuns a dois ou mais anCis; sao conhecidos como sistemas 
fundidos. 
Para varios compostos heterocfclicos biciclicos, benzofundidos, sao pem1itidos nomes triviais. 
co 0 ~0:5 a 1 
indo! quinolina isoquinolina 
Se esse nao for o eJso, e somente o heterociclo tem urn nome trivial, entao o nome sistematico c formulado do 
prefixo benzo- e o nof9e. trivial do heterocfclico e dado como segue. 
0 ~Q:5 
benzo[b]lurano benzo 
Tabela 3.5 Prefixos para Anels Fundidos 
Furano 
Imidazol 
IsoquinoHna 
Piridina 
Quinolina 
Tiofcno 
furano 
Furo 
lmidazo 
lsoquino 
Pirido 
Quino 
l'lcno 
0 sistema i' dividido em seus componentes. 0 componeme heterodclico e tido como o componente base. A 
Jiga~ao entre OS atom OS do aneJ e assinaJada de acordo com 0 numero SUCessivo de atomos peJas Jetras a, b. C etc. 
A letra be colocada entre ! ], entre o prefixo benzo- e o nome do componentc base, ldemificando os aneis. 
A letra deve ser a de menor sequencia alfabetica possivel e desta forma: benzo[d)furano e incorreto. 
E geralmeme aceito que a numera~ao do sistema inteiro, no caso de sistemas hi- e tambem de sistemas polidclicos. 
seja feita independemememe da numera~ao dos componentes. 
0 sistema de aneis e projetado sobre coordenadas retangulares de tal forma que: 
• 0 maior m1mero possivel de aneis fique na linha horizontal; 
• 0 numero maximo de aneis esteja no quadrante superior direito. 
0 sistema assim orientado e entao numerado no semido hocirio, come~ando como atomo que nao faz parte da fusiio 
dos aneis. 
Atomos de carbono que pertenpm a mais de um anel (cabe<;a de ponte) sao omltidos, e hetero<\tomos em tais posi-
<;i)es sao incluidos. 
6 2 
4 5 4 
Se o componente base niio tern urn nome trivial, o sistema inteiro e numerado como explicado anteriormente e as 
posi,oes resultames dos lleteroatomos sao colocadas antes do prefixo benzo-. 
6 
1,2,4-benzoditiazina 3,1-benzoxazepino 
Sistemas bi- e policfclicos com dois ou mais heterocfclicos 
Primeiro, o componente base e esrabelecido. Para isso, os crirerios, colocados na ordem a baixo, sao aplicaclos urn por 
urn para se chegar a uma decisao. Por exemplo, o componente base e: 
1 urn cornponenre contendo N; 
2 urn componente com urn heteroatomo diferente deN, que seja superior na Tabela 3.1; 
3 urn componente com 0 maior numero possivel de aneis (ex.: sistemas biciclicos condensados ou sistemas po!idclicos 
que tenham nomes triviais); 
4 o componente com o maior anel; 
5 - o componente com mais hereroatomos; 
6 o anel com o maior numero de heteroatomos diferentes; 
7 o componenre com o maior numero de heteroatomos que sejam superiores na Tabela 3.1; 
8 o componente com heteroatomos que tenham os menores m:imeros de locali:w~ao. 
Dois isomeros sao dados como exemplo 
~N ~A_) 
N N 
7 
6 
pirido[2,3-d]pirimidina 
(CN ) 
N 
7 
5 4 3 
pirido[3,2-d]pirimidina 
0 sistema e separaclo em seus componentes, porem o componente base nao pode ser esrabelecido are que o quinto 
criteria tenha sido eswbe!ecido: pirimidinas. As liga~oes entre os atomos do anel sao marcadas por letras consecurivas de 
acordo com uma nurnera,;ao seriada do componente base. 
0 componente fundido deve tambem ser numerado, sempre observanclo o principia de assinalamento do menor 
loca!izador (numero) possiveL 0 nome dos componentes fundidos, pelo des[ocamento da termina~ao ·~" com "Q", e 
posto antes do nome do componeme base. 
Os aromos comuns a ambos os am§is sao descriros por numeros e letras entre colchetes [ I, em que a sequencia de 
numeros deve corresponder a dir~ilo das letras do componente base. l'ina!mente, 0 sistema inteiro e numerado. 
Indica~ao dos hidrogenios 
Em alguns casos, sistemas heterodclicos ocorrem como um ou mais isomeros estmturais que cliferem somente na 
posi(:ilO do atomo de hidrogenio. Esses is6meros sao designaclos indicando 0 m:imero COrresponclente a posi~o do ato-
mo de hidrogenio ~ frente do nome, seguiclo por urn H maiusculo em itilico. 
Q 
I 
H 
pirrol 
304 
2 5 
1 
2H-pirrol 
(nao SH-pirrol) 
Classi[icaftlo e Nomenclatura 13 
403 
5 2 
1 
3,4-diidro-2H-pirrol 
(nao 4,5-diidro-3H-pirrol) 
0 nome pirrol implica a posi~ao 1 para o ii.tomo de N (nitrogenio). Compostos heterodclicos em que o {!tomo de 
carbono do and e parte de urn grupo carbonila sao denominados com a ajuda do hidrogenio. 
4 
pirazin-2(3)-ona 
Sistemas heterocfclicos espiro 
Sistemas heteroddicos contendo cspiro-atomos de carbono (;\tomo que liga dois aneis) recebem o nome do hidroCJr-
boneto alif:ltico correspondente como preflxo espiro-, diespiro- ou triespiro-, dependendo do numero de espiro-atomos. 
0 numero de ;ltomos ligados ao espiro-atomo se indica com nlimeros entre colchetes [ ]. 
A numera~ao come~a pelo anel menor e continua para o outro anel. Aos heteroatomos, sempre sao dados os menores 
numeros possiveis, consistentes com o modo de numerar os aneis. 0 anel heterodclico tem preferencia sobre o anel 
carbodclico. 
7 1 9 Bo(')<)o2 
5 3 3 
8 
7 6 4 
2,6-dioxaespiro[3.3]heptano 1-oxaespiro[4.5]decano 
Se () espiro-atomo for Urn nitrogenio quatermhio, e chamado azonia. 
6-az6nia[5.5]undecano 
CAPITULO 4 
Compostos Carbonilicos 
Os compostos carbonilicos (C=O) sao uma ferramenta importante nas sinteses classicas de varios tipos de compostos 
heterodclicos, pois muitos gmpos funcionais contem a liga~ao C=O, rais como: aldeidos, cetonas, acidos carboxilicos, 
esteres, amidas, anidridos etc. 
0 carbono de uma liga~o C=O esta hibridizado na forma sp2. 0 grupo carbonila e os atomos a ele ligados estiio no 
mesmo plano e os angulos da liga~ao estao pr6ximos a 120". 0 comprimento da liga~ao carbono-oxigenio e de aproxi-
madamente 120 pm nos aldeidos e cetonas. Para efeito de compara~iio, a distancia cia liga9ao C- 0 em alco6is e eteres 
e de 140 pm. 0 oxigenio e mais e!etronegativo que o carbono, e a liga9ao C=O e polarizada, como mostrado a seguir: 
, S:+ s:-
~u u 
C=O 
I 
Como consequenda desta polariza~iio, urn grande numero de rea96es sao baseadas na adi~ao de urn nucle6filo ao 
carbono carbonilico eletrofilico. 0 mecanismo geral para a adipio pode ser escrito como segue. 
0 destino deste intermediario tetraedrico depende largamente da natureza dos grupos R e R'. Se nenhum dos grupos 
R ou R' e um bom grupo de partida, o anion oxigenio (ou alcolato) pode ser protonado porum acido
diluido, fonmando 
o a !cool correspondente. Se R ou R' e um born grupo de partida, ex.: Eto-, urn novo composto carbonilico pode ser 
forma do por elimina~ao de EtO ·. 
A segunda principal dasse de rea~oes encontradas em compostos carbonllicos envolve indiretamente o grupo C=O. Se 
existem atomos de hidrogenios no carbono adjacente (a) ao grupo carbonila, estes podem ser removidos por uma base 
forte, formando urn ion enolato. 
ion enolato 
0 hidrogenio e acido porque o grupo carbonila pode estabilizar a carga negativa. 0 pKa de urn hidrogenio a a carbonila 
de uma cetona e aproximadamente 20 e pode ser removido por uma base forte, tal como n·butilitio (n·BuLl); o pKa de 
urn hidrogenio cr em urn composto dicarboru1ico e aproximadamente 10 e pode ser removido por uma base mais fraca, 
como o ion et6xido. 
Uma vez fom1ado, o ion enolato pode reagir com eletr6filos de duas fom1as: via oxigenio ou via carbono, sendo de· 
nominado nudeofilo ambidentado. Em geral, especies eletrofilicas de carbono reagem via carbono do enolato. Alguns 
eletr6filos reagem via oxigenio e estes incluem o silicio (ex.: Me3SiCl) devido a sua alta oxofilicidade. 
Estas alquila\X)es em cr sao extremamente importantes em quimica sintetica e dao acesso a diversas funcionalidades e 
estruturas. A maioria das rea1:oes segue o mesmo caminho basico; por exemplo, a forma\ao do enolato seguida pela 
reaqao do enolato com llll! eletr6filo. 
Grupos Funcionais Carbonilicos mais Comuns 
Metana! ou formaldeido Aldeido 
0 0 
H)lH R)lH 
Cetona Acido carboxilico 
0 0 
R)lR RAOH 
Ester Amida primaria 
0 0 
RAOR R)lNHR 
Anidrido de acido Haleto de acila 
0 0 0 
R)lO)lR RACI 
Outros grupos funcionais con tendo a funcionalidade carbonila podem ser usados na sfntese de compostos heteroddicos, 
tais como: carbamatos, imidas e clorofom1atos. 
uretana ou 
ester carbamato imida 
ester cloroformato 
16 Compostos Carbom1icos 
EsTRUTURA E REATIVIDADE 
Na serie formaldeido-acetaldeido-acetona, a reatividade frente aos nude6fi!os diminui nessa ordem. lsto se deve par-
cialmente ao grupo "Me" (CH,) que e urn eletron-doador se comparado ao hidrogenio. Desta forma, sucessivas trocas de 
hidrogenio por "Me" causam a diminui~ao da eletrofilicidade do carbono carbonilico. 
fonnaldeido acel:aldeit:lo acelona 
0 deslocamento de hidrogenios por grupos "Me" introduz tambem impedimenro esterico, o que dificulta a aproxima-
~ao do nucle6filo. Este efeito fica daro quando analisamos a diisopropilcetona, que e muito menos reativa que a acetona. 
No caso da diisopropilcetona, dois fatores contribuem parn a diminui~'5o cia reatividade. 0 fa tor eletronico e desativame, 
mas so ligeiramente, ja que os grupos "Me" adicionais nao estao diretamente ligados ao carbona carbonilico. 
dilsopropilcelol'la 
ALDEIDOS E CETONAS a,j3-INSATIJRADOS 
Aldeidos e cctonas ct,[3-insaturndos sao menos reativos diante dos ataques de nucle6fllos no carbono carbonllico se 
mmparados aos compostos saturados correspondentes devido ao efeito de conjuga~ao. 
liga<;ao C=C pouco reativa 
dlante de eletrt\filos 
/ 
o• acentuado (reage 
com nucle6filos) 
0 
o+ reduzldo se comparado ao 
composto niio insaturado 
CAPITULO 5 
Heterociclos 
Nitrogenados 
A maioria das simeses de heterodclos nitrogenados envolve rea<;oes de substitui<;ao e/ou condensa<;ao de nitro-
genic nucleofilico com haletos difuncionais ou compostos carbonilicos. Alguns dos reagentes nitrogenados mais 
comuns sao mostrados a seguir. 
Fontes de Nitrogenio 
0 0 0 
~R1 )(jl 1 1) HONO, RONO 
R • R R 2) Zn/AcOH 
z+ 
R-N=N=N 6, hv, [Cu ] 
-Nz 
N2: H2N-NHz, R-NH-NH2, 
0 SH )l 
HzN NH2 H2NANH 
N ·R-N=N=N 3· azidas 
~-Nj nitreno 
Ts-r ... NH 
"·'' 2 
· . 
. Y:~ 
R 
H2NANH 
18 Heterociclos Nirro enados 
As cadeias carb6nicas presentes em heterociclos indicam possiveis precursores de cadeia aberta e sao usadas como 
base para classificar os heterociclos em sistemas 1,2- a 1,6-difuncionais. 
1,1 
diaziridinas 
,,2 ~N-
aziridinas 
1,3 
Sistemas 1,2- a 1,6-Difuncionais 
triazinas 
yN) 
~N 
\ 
imidaz6is pirazinas 
J=N _JNH )Jf-~[=o 
azetidinas, -onas piraz6is, -onas pirimidinas, -onas 
'A ;QH 
1,6 
pirr6is 
piridinas 
3a2 1 0 
N-
4 
5 6 
0 
adipimidas 
0 
2~NH 3l_; 
4 
Y-lactamas 
piridinonas 
302 10 
N-
4 
5 6 
e-lactamas 
1 
?' N 2 II 
N 
4 
piridazinas 
Y-lactamas 
Vista que compostos 1,2- a 1,6-difuncionais podem ser sintetizados por procedimentos gerais, e vantajoso considerii-
los como possiveis materiais de partida para a sintese de heterociclos de tres a sete membros. 1,2-heterociclos po-
dem ser preparados de compostos 1,2-difuncionais, como olefinas ou dibrometos; compostos 1,3-difuncionais, tais 
como 1,3-dibrometos ou compostos 1,3-clioxo, poclem ser converticlos em 1,3-heterociclos. 
Muitas sinteses de heterociclos podem ser propostas empregando apenas reagentes contendo nitrogenio. A 
regiosseletividade nao e urn problema nestas rea,oes, descle que os rea gentes de nitrogenio rea jam simetricamen-
te. AI em clisso, os estados de oxida,ao clos aromas do anel no heterociclo a ser sintetizado silO determinados pelo 
HettJrocfcl(}S NffroR,enados 19 
aduto, e urn outro fato importante e que a forma~ao de sistemas heterociclicos (imidaz6is, pirr6is e piridinas) e 
termodinamicamente favorecida, sendo freqi.ientemente obtidos em condi~6es de rea~ao acida ou oxidativa, 
A seguir, estao apresentados alguns sistemas heterociclicos que podem ser preparados pelos metodos discutidos, 
Compostos 1,2- a 1,6-Dieletrof'ilicos 
1,2 X + R-N=N=N 
}-R~ }-R H+N ~N 
H N N 
' ' H H 
1,3 
(
Br (: 1 
+ H,N-Tos- N-Tos Na/AmOH /"NH 
Br -2HBr y 
H 0 [~:·]_.~-· 1,4 H 0 + H2N-R -=H;C) 
0 NH2 N I 
+ I 
- N 0 NH2 -2H20 
MeRO:;~ 
1,5 
MeO:;C 
MeO:;~ 
+ NH20H- R N-OH 
-2 H,O 
Me02C 
1,6 0 1) Os/Me2S 2) oxida\(iio 
3) SOCiliPY CCOCI 1) + NH3,-2 HCI COCI 2) UAIH4 
CAPfTIJLO 6 
Oxirana 
As oxiranas (ep6xidos) sao compostos que contem um and saturado de tres membros constituido de urn atomo de 
oxigenio e dois atomos de carbono. Sao largameme distribu1das na natmeza e tern inreresses industrial, sintetico e 
bioquimico. 
0 
D 
As oxiranas sao tambem conhecidas como ep6xidos e encomramos muitos produtos naturais contendo aneis 
ep6xidos. 
hormlinio juvenil da mariposa esfinge 
Ep6xidos sao eteres, mas, devido ao anel de tres membros, rem propriedades adversas a dos eteres adclicos. 0 anel 
de rres membros for~a os atomos, fazendo com que o 5ngulo media interno seja de 60°, consideravelmente menor que 
o iingulo rerraedrico nom1al de 109,5°. Esta molecula altameme rensionada tern como rea~ao caracteristica a abertura do 
anel em presenp de condicoes acida ou basica. 
?Hi 
-C-C-
I ~ 
Estas rea~oes sao importantes, ja que muiros farmacos que contem o anel ep6xido sao rambem muito rearivos, seja in 
vivo seja in vitro. Tais fannacos devem reagir com um nude6filo (Nu) na presen,;a de acido ou devem reagir com uma 
base que atue como nucle6ftlo, formando um composro de cadeia abe11a. Quando esses farmacos, conrendo aneis oxirimicos, 
sao administrados a pacientes, o anel oxiriinico reage com biopolimeros, como as protetnas, destruindo celulas. Podem 
encontrar uso na quimioterapia para tratamemo do cancer, mas normalmente sao muito t6xicos. 
Algumas estruturas de f:innacos, contendo o anel oxirilnico, sao mostradas a seguir. 
SiNTESE 
OH 0 OH 
dinemicina A 
(antibi6tico, antitumoral) 
6xido de 10, 11-carbamazepina 
(anliconvulsivante) 
0 
.,,,,,OMe 
l 0 
0~0H 
0 
fumagilina 
(antibi6tico) 
A prepara~o de aneis oxiranicos e a facilidade de abertura do anel tern tornado este heterociclo urn impo11ante in-
termediario em sintese organica. Arualmente,
o principal objetivo em sintese e desenvolver rea~oes que sejam enantio-, 
diastereo-, regio- e quimiosseletivas. 
A seguir, descreveremos alguns dos mewdos disponiveis para a simese de oxiranas. 
Via haloidrinas 
A rea(:iio de uma olefma com acido hipo-haloso CCI,+ H,O HOC! ou Br2 + H20 ~ HOBr) forma a haloidrina 
anti como produto principal. 0 tratamento posterior da haloidrina com uma base, como hidreto de s6dio (NaH), gera o 
alco6xido que, ao assumir a conforrna(:iio anti ao halogenio (no carbono adjacente), leva a forma('ao da oxlrana por 
ataque nucleofillco aquele carbono. Esta orienta('ao ami perrnlte o deslocamento do haleto, forrnando a oxirana via urn 
processo S"2. 
Mecanismo 
Forma~ao da haloidrina 
A natureza S"2 da cicliza(:ao limita a rea,ilo para haletos primi<rios e secundarios, devendo este estar anti ao grupo 
hidroxila para haver a forma,ao da oxirana. 
Epoxida~ao induzida por per6xidos 
0 metodo mais comum de conversao de uma olefina em ep6xido envolve o uso de per6xidos, que sao fontes de 
"oxigenio detrofilico" e reagem por intera,ao com a liga('ao n de um alqueno. 
Exist em tres categorias principals de per6xidos usados para a epoxida,ao: peroxido de hidrogenio, hidroperoxido 
de alquila e peroxhiddos. 
HO-OH 
per6xido de 
hidrogenio 
RO-OH 
hidroper6xido 
de alquila 
peroxiacidos 
A seguir, sao mostrados alguns per6xidos empregados na sequencia da habilidade de converter alquenos em ep6xidos: 
t-BuO-OH < HO-OH < QCI O < ~OOH 
C~H 
Na fomla,ao do ep6xido, uma base de Lewis Co alqueno) coordena como "oxigenio eletrofilico", gerando um oxi-
genio carregado negativamente. A divagem heterolitica transfere este oxigenio para a base de Lewis, e a transferencia 
Iibera o proton pelo subproduto (H20 do per6xido de hidrogenio, um iilcool do hidroperoxido de alquiJa e tun 
acido carboxillco do peroxiiicido ). 
22 Oxirana 
RO-OH 
Exemplo 
R = ~ (m-CPBA)/solvente organico 
Cl 
Epo:xida~ao de Julii-Colonna 
Ep6xidos quirais sao importantes "blocos de constru~ao" nas industrias farmaceuticas, agroqulmicas e de fragran-
cias, devido a sua reatividade. No momenta, a slntese assimetrica de ep6xidos envolve o uso de complexos de metais 
de transis:iio. 
A rea~iio de Julia-Colonna emprega poliamino acidos quirais, por exemplo, poli-l-alanina (R = CH,) au poli-L-Ieucina 
(R = CH,CH(CHJ2), para a oxidas:ao de cetonas <>,[3-insaturadas, tais como chalconas, a flm de sintetizar ep6xidos com 
excelente estereocomrole. 
RHiliYVIY~H \~ H R 0 H R /n 
0 
CsHs~CsHs 
cbalcona 
poii·L·Ieucina ou poli-L-alanina 
condiyiies anteriores: Hp, aq., NaOH aq., C,H,Me, poli-L-alanina 
1 dia, 85% e 93% ee 
condiglies novas: 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno, ureia·H,O,, 
THF, Si02-poli-L-Ieucina, 30 min, 90%, 94% ee 
Recentemenre, foi observado que a reas:ao de Julia-Colonna ocorre muito mais rapidamente sob condis:oes nfro-
aquosas. Sob esta nova condi<;ao, os tempos de reas:ao para substratos como cbalcona foram reduzidos de dias para 
pouco mais de 20 minutos e tambem foi observado que acidos poliaminicos sao bern mais ativos, rna is resistenres, 
facilmeme recuperados e reciclados quando absorvidos sabre silica. 
Com estas duas modificas:oes, ampliou·se grandemente o niimero de materials de partida que podem ser submetidos 
a reas:ao de oxidar;ao de Julia·Colonna. 
A quiralidade do acido poliaminico e transferida para o produto, sendo o ep6xido (ZR, 35) gemdo com um excesso 
enanriomerico maior que 95%. 
0 mecanisme de a,iio do catalisador nao esta elucidado, mas alguns experimentos realizados imroduzem "pon-
tos de mura,ao" (similares aqueles usados durante o estudo de enzimas) ao Iongo da cadeia do polipeptideo, des-
locando cinco resfduos com D-leucina, o produto obtido conduz ao ep6xido (25, 3R), normalmente formado usando 
poli-l-leucina. Este resultado sugere que e a regiao N-terminal do poliaminoacido que determina a estereoquimica 
do ep6xido resultante. 
A seguir, mostraremos algumas transforma(:oes possiveis com ep6xidos preparados pela rea(:ao de Julia-Colonna: 
1 OH R~>lf>..~ 
Epoxida~ao assimetrica de Sharpless-Katsuki 
A epoxida.;ao de Sharpless, como e conhecida, convene a dup!a liga,ao de alco6ls alilicos ern ep6xidos, ernpregando 
urn complexo mct<ilico como catalisador (Ti(O-tl'r)4 tetra-lsoprop6xldo de tltiinio) e um indutor quiral (tartarato de dietila). 
A fonte oxldante e o per6xido de lerc-butila. 
1-BuOOH 
Ti(0·1Pr), ~ 
OH 
EtoACO,Et 
OH 
L-dietil tartarato 
(L)-(+)-DET 
u,,,~OH 
A coordena~ao do ligante quiral dictil tartarato e a fonte oxidante (1-BuOOH) ao centro metalico forma especies 
cataliticamente ativas. Acredita-se que esta especie seja dimerica. 
0 mecanisrno da epoxida~:ao de Sharpless, que e relativamente complexo, e mostrado a seguir. 
Mecanismo 
Ti(O·if'r), t-BuOOH 
24 Oxirana 
A coordena~iio do substrata pode somente ocorrer em urn a orienta,ao, sem causar severas imera,oes estericas. Obser-
va-se que a coordem:t<;ao na esquerda do complexo a proxima a dupla liga~o do oxigenio per6xido do ligante 1-BuOOH. 
A oxida~o ocorre someme pela face de baixo, levando a urn processo altamente enantiosseletivo. A seguir, alguns exem-
plos da aplica,ao da epoxida,ao assimetrica de Sharpless: 
Ti(O-iPr), 
1-BuOOH 
L-(+)-DET 
Ti(Q.iPr), 
1-BuOOH 
L-(+)-DET 
Epoxida~ao assimetrica catalitica de Jacobsen 
98%ee 
0 
80%,91% ee 
0 catalisador de Jacobsen convene olefmas a ep6xidos quirais com excessos enantiomericos maJores que 9C¥Vo ee e 
algumas veies excedendo os 98% ee. Ainda hoje, a origem desta seletividade nao foi explicada. 
catalisador, oxidante 
(aditivo) 
0 catalisador de Jacobsen e urn dos membros de uma classe de catalisadores que tern como estrutura geral urn ligame 
quiral (em verrnelho---estrurura 1) ligado ao manganes (lll). 
catalisador de Hu0 H 
Jacobsen ·)--{-N:c \ / Mn _ o'6p \_j/-1-Bu 
t-Bu 1-B~ 
!-B 
1 2 
0 catalisador de jacobsen e uma ferramenta conveniente e efetiva para a sintese estereosseletiva, como foi demonstra-
do pelo seu uso na sintese da cadeia lateral chave no farmaco antidincer Paclitaxel~ (Taxol). 
a)Taxol CeHs 
b)Taxotere t-BuO 
0 
R()~NH 0 
C6HsYo····· 
OH 
0 OH 
A rea~o requer somente uma pequena porcentagem do catalisador, fazendo uso de urn oxidante de baLxo custo 
(NaOC!), urn simples aspecto que resulta em menos residuos quimicos. 
0 mecanisme da rea,ao tern dais aspectos distintos: o modo de transferencia de oxigenio e o metoda de indu,ao 
quiral. Acredita-se que as transferencias de oxigenio ocorram em um cido catalftico de dais passos, similar ao meca-
nisme aceito de epoxida,ao catalisada por porfirina-metal. Primeiramente, um oxidame transfere um ~tomo de oxige-
nio para o catalisador de Mn(lll) e, em seguida, o oxigenio presumivelmente coordena-se ao metal que e, entao, trans-
ferido para o alqueno. 
0 
NaCI (!) R"= 
L 
R 
~ ~-... \7 0 NaOCI 
L 
A transferencia do oxigenio do catalisador para a olefina poderia ocorrer por diferemes mecanismos, incluindo um 
processo radicalar entre o oxigenio e a dupla liga,ao (A), emrega concertada do oxigenio (B) e a forma,ao de um imer-
mediario metaloxetana (C). 
f(1L/\ 
'<:Y 
B 
"\ 
CsHs Me 
.0 / 
HYJ'H 
IN Mn 
0 segundo aspecto do mecanisme de oxitb,;ijo - a causa da estereosseletividade na rea,ao- deve estar associado ao 
segundo pa;;.so do ciclo catalftico, em gue o oxigenio e transferido do complexo oxo-manganes para a olefina. Fundamental 
para esta estereossele(:ilo e a orienta,ao relativa entre catalisador ativado e a oleflna na fomla(:iio irreversivel da ligac;ilo. 
Rea~oes 
Aneis de tres membros, como os oxirflnicos, sao altamente tensionados. A abertura do anel constitui sua principal 
rea,;ijo e pode ocorrer sob condi<;oes acidas ou basicas. 
A seguir, mos<raremos
algumas rea,oes de abertura de ep6xidos envolvendo reagentes acidos, basicos ou 
orga nomct:i I icos. 
Rea~ao de Grignard com ep6xidos 
Nucle6filos como -OH, -OR, HJj ou um reagente de Grignard (llMgX) atacam o atomo de carbono menos impedido. 
0 alc6xido resuhante do ataque $"2 <!' protonado. 
(o~, 
C::,.r + R-MgX ~·-,.. 
alcool primario 
26 Oxiraua 
Abertura de ep6xidos catalisada por acidos 
0 oxigenio do ep6xido e protonado, facilirando o ataque por nucle6filos como agua ou alcool A protona~iio torna o 
ep6xido mais eletrofilico e cria um grupo de partida melhor (0-H). 0 gmpo de partida eo atomo de oxigenio protonado, 
que sai como uma especie neutra: alcooL 
H~ 
-f:l I I .. 'B Nu-C-C-OH 
+ I I 
I I 
Nu-C-C-OH 
I I 
Tipicamente, o nucle6filo e desprotonado para formar um produto ncutro. Para ep6xidos n~o simetricos, existe ainda 
a questiio da regiosseletividade. 
Ceniirio 1 
0 nuclc6filo ataca o iiromo de carbona mais substitufdo num 
angulo de 180° em rela('ao a liga~Cito C·O que se rompe. 
H 
le c:-o: Nu:2f 
Ceniirio 2 
0 nude6filo ataca o litomo de carbona menos impedido 
do ep6xido em um imgulo de 180" em rela<;:ao a liga<;:ao 
C-0 que se rompe. 
Resultados experimenwis lllOS!!'aram que 0 cenario 1 prevalece nas condi('OCS em que nucle6filos fracos, como agua 
e alcool, s:1o empregados. 
Para analisar este tipo de rea~ao, devemos considerar o que acomece se quebrarmos cada uma das liga~6es C-0, 
como mostrado a seguir: 
+ /OH 
~ 
carbocation 
secundario 
quebra 
esta 
liga9ao 
quebra 
est a 
liga9ao H)-+ 
carbo cation 
primarlo 
Se o carbocation mais estavel <' favorecido (carbodtion secunchirio), entao o nucle6filo ataca o carbono mais substi-
tuido do ep6xido, resultando no iilcool cujo carbono carbin6lico e menos substituido. Embora o carbocation nem sempre 
seja formado, 0 seu caniter e importante. 
Sob condi~6es acidas, o ep6xido & aberto por uma rea~ao tipo ''5,;1 ", com o nucleomo atac':lndo o carbono mais substituido. 
H 
I ~o It 
~ Nu:~ 
Esta metodologia foi desenvolvida recentememe para a conversao de ep6xidos em bromofom1atos e faz uso de 
(C6H,)3Pllr2 (gerado de (C1H)3Pilr, em D:V!F). 
1,5 eq. (C,H,), P/1 ,4 eq, Br, 
DMF, O"C, 15 min 
Mecanismo 
Br'- ':J 
,,,f "o-y=N·Me2 
H 
Empregando a metodologia mostrada anteriormente. porem substituindo-se Br, par 11 , o ep6xido e com•ettido no 
alqueno correspondente, provavelmeiite at raves da forma<;ao do diiodeto inst{lvel seguido pela desalogena.;:io do in-
tcrmediiirio formado. 
0 
2 eq. (C6H5) 3 P/2 eq. I, 
91% 
CAPITULO 7 
Aziridina 
Desde sua descoberta por Gabriel (1888), as aziridinas tem atrafdo a atens:ao como materiais de partida para transfor-
mas:oes sinteticas. A tensao do anel das aziridinas, 26-27 kcal!mol, confere a estes aneis a tendencia de abertura do anel 
e permite seu uso como precursores de uma variedade de compostos contendo nitrogenio. 
Aziridinas sao heterociclos saturados de tres membros contenclo um atomo de nitrogenio. Como outros aneis de tres 
membros, mis como ciclopropanos e ep6xidos, aneis aziridinicos sao altamente tensionados. A tensao no anel das aziridinas 
pode permitir sua conversao em intermedHirios sinteticos vantajosos que merecem Iugar de destaque no arsenal da qui-
mica organica. 
H 
I 
N 
D 
Exemplos de produtos contendo o anel aziridfnico: 
trietilenomelamina 
(antitumoral) 
carboquona 
(antitumoral) 
mitomicina 
(antibi6tico antitumoral) 
Existe uma variedade de rotas pam sintetizar aziridinas, a maioria das quais depende cia disponibilidacle de materiois 
de panida enantiomericamente puros de fontes naturals (aminoacidos, carboidratos e hidroxiacidos) ou de transfonna-
ci'Jes assimetricas de compostos comendo liga,oes duplas C=C ou N=C. 
SfNTESE 
As aziridinas e seus derivados sao intermedi5.rios vanrajosos para a sintese de moJeculas contendo aminas pela rea<;i'lo 
estereoespedfica de abertura do anel com cliferentes nucle6filos. 
Entre os nucle6filos emprcgados na rea(:aO de abertura do anel, estiio incluidos nao somente heteroatomos, tais 
como haletos, oxigenio e nitrogenio, mas tambem derivados carbani6nicos, como alquilcupratos e ilidas de f6sforo. 
A grande maioria das rotas de sinrese mencionadas na literatum sao baseadas em tres abordagens principals: 
(i) deslocamento nucleofilico pelo nitrogenio com remo<;iio do gmpo de partida na posi~iio a, 
(ii) adi~ao 1,2- de nitreno a olefinas e 
(iii) adic;:lin 1,2- de carbeno a iminas. 
I 
N 
I 
+:C X 
\ 
Azi1idi11a 29 
A seguir, serao mostradas metodologias de sfntese que se baseiam nas abordagens mencionadas anteriormente. 
Via adi~ao de nitreno 
A aziridina,ao dire~1 de alquenos por nitrenos e uma reac;;!o bern estudada, particularmente usando alcoxicarbonilnitrenos. 
R02CN; base 
1R1;\~ 
C02R I 
N 
R1A~ 
Nitrenos sao freq(ientemente gerados pela term6lise ou pir6lise de azidas organicas. 
o-\\ .. ()) .. I-\ N=N=N: 
No entamo, existem v{Irias limita\.Oes na aplica~ao desta metodologia em slntese clevido ~~ insen;;fto competitiva nas 
liga('6es C·H e da conversao do estado singleto do nitreno, inicialmente formado no estado tripleto, o qual nao reage 
estereoespecificamente com alquenos. 
H a 
R-N:+ y 
singleto A 
H b 
olefina cis 
\ I X-R-l.'f + trip leta 
olefina cis 
R-<c: 
aziridina cis 
H 
R-<ta 
; b --R-<c: 
H aziridina cis 
cis6ide 
a 
\ I X-R-tj· + tripleto R-NfH ,. b ,,.a --R-N~ b 
aziridina trans H 
olefina cis trans6ide 
Mesmo quando o nitreno e gerado unicameme no estado singleto (adicionando estereoespecificamente), o decaimen-
to para o nitreno tripleto (1/30 vezes mais cipido que a adirao) leva a perda de estereoespecificiclade. 
Porem, outros substituintes no nitreno podem reduzir a reatividade. estabilizar o estado singleto e aumentar a seletivi-
dade da rea\.ao de aziridina~ao. N-(metanossulfonil)etoxicarbimidoil nitreno reage estereoespecificamente com ct~~-- e traHs-
4-metilpent-2-eno. 
hv, CH2CI2 
1-Metoxiaziridinas podem ser obtidas estereoespecificamente de :dquenos, via rea,ao mediada por ion 
metoxinitrenlo. 
MeON+H 
t 
OMe 
I 
H N Me )D< 
CsH11 H 
(Me0)2NH + TMSOTf OMe 
I 
H N H 
... ,.D.···· 
/ '\. C6H11 Me 
Via adi~ao de Michael 
Varios metodos para a aziridina,ao direra de esteres e cetonas cr,f3-in&1Ulradas e compostos nitro esrao clisponiveis, os 
quais envolvem urn mecanismo de dois passos, com adi(Ciio de Michael inicial. 
Via 1 ,2-aminoal.cool 
1,2-Aminoalco6is sao precursores na sintese de aziridinas, podendo a rea<;ao ser feita quando o gntpo fun clonal hidroxila 
e convertido em um born gmpo de partida. A rea,ao de deslocamento nucleofilico intramolecular pelo anion amida ou 
o par de eletrons da amina produz o and aziridinico. 
cicliza~o 
intramolecular 
X = grupo de partida 
H 
I 
N 
A R R1 
1,2-Aminoalco6is enamiomericamente puros necessiirios para a versJo assim€£ricu das rea<;Oes de aziridinacao po-
dem freqiientemente ser obtidos via redw;fto de aminoacidos e, em muitos casos, sao comercialmente disponiveis. 
A redu<;ao de N-Ts aminoacidos e dcscrita como uma alternativa para a prepara~ao de N-Ts aziridinas em um 
tmico passo. Esta rota permite a slntese enantiopura de JV.Ts aziriclinas partindo de uma serie de 2-amino{Jcidos. 
RYC02H 
NH2 
DEA LiAIHJ 
R = alquil, benzil, CH20TBDPS, MeS(CH2l2 
Ts 
I 
R~ TsCI, Et3N, DMAP N 
I OH P 
NHTs R 
Na linha de r:•ciocfnlo utilizada anteriormente, uma serie de N-Boc aziridinas foi prepamda, cmbora com alguns N-Boc 
amlnoako6is a fom1afao da aziridina nao renha sido observada 
R 
I OH HzN~ 
Via ep6xidos 
BocHN 
R 
~OH 
Boc 
I 
N 
Rp 
A abertum regioespecifiea de ep6xidos porions azida vem sendo explorada para a sintese de azirldinas.
A redu-
s:ao da azida do azido (lkool, com trifenilfosfina pela reas;iio de Staudinger, produz primeiro uma imino fosforan;~ e 
entao urn interrnediario oxazafosfolina que, normalmenre, niio e isolado, com a dcliza,ao termica induzindo a for-
rn<H~~ao cia aziridina. 
Quando os ep6xidos usados na reac;ao sao enantiomericamente puros, o acesso as aziridinas nao racemicas e 
possfvcL Como exemplo. 0 metodo foi aplicado na sfntese de toclos OS is6meros possiveis do acido IH-aziridino-2-
carboxilico e acido aziridino-2,3-carboxilico. 
Mecanismo da rea~ao de Staudinger 
~ e e ~ e 1 "-""--. 1 •• .;;._ . 1,. •• ® R-N-N-t'! . ..-.. R-N-N=v .PX3--. R-t-!-N=N-PX3 
U fosfazida 
- lR~e ® J -N2 N=PX 1 , , 3 -.::.__; ... R-N=PX3 ' ' N.::N 
ET* 
Prepara~ao via ep6xidos 
A disponibilidade de ep6xidos enantiornericamente puros a partir de alco6is alflicos via epoxida~ilo assirnetrka 
de Sharpless permitiu a obteno;:ao rotineira de todos os estereoisilmeros de uma hidroximetilaziridina. 
R~OH 
~OH 
EAS- EpoxidaQi'io Assimil!rica de Sharpless 
Sfntese via alquenos 
Atraves de uma sequencia reacional amiloga a metodologia anteriormente mencionada, sulfaros cic!icos obtidos 
de produtos de diidroxila~Cao <tSsimetrica de alquenos sao facilmente transformados em aziridin:ts. Dois caminhos 
sao possiveis para a conversao do sulfato ddico intermedifirlo nas azirldinas: ambos envolvem duas rea~Oes conse-
cutivas de deslocamemo nuclcofflico, com a reaqao final sendo urn deslocamento intramolecular. 
1) LiAIH4 
2) KOH (20%) 
Rea~oes 
RNfi2, THF R'~R' 
NHR 
n-Buli ou UAIH4 j 
ou NaOH 
R 
I 
A combina,ao da tensao de Baeyer (na aziridina e estimada em torno de 111 kJ mol-') inerente em ancis heterociclos 
de tres membros e a eletronegatividade do heteroatomo induz a aziridina a participar de rea106es de abenum do ancl em 
condi(,:6es suaves. 
Devido i1 menor eletronegativiclade do nitrogenio, se compamdo ao oxigenio, as rea106es de abertum do anel nestes 
heterociclos sao menos propensas de acontecer que nas correspondentes oxiranas: 
Varias rea~oes das aziridinas sao rea~oes tfpicas de uma amina secund:'iria: 
Outras rea~oes 
0 
II 
HsCsNHS 
I 
N 
u 
C6H5N=S=O 
• acidos abrem o anel em vez de formarem sais, e a polimeriza~ao ocorre rapidamente: 
H 
l 
N u + HCI 
Aziridina 33 
• o itxlometano nao fO<ma sais quaterniirios, mas abre o anel, eo produto de aberturn leva ao sal quaterniirio correspondeme: 
H 
I 
N u + CH3I 
• a7iridinas nao formam derivados nitrosados com NaNO,IHCI. 0 derivado nitronado da rea~ao de az!ridinas com NaNO/ 
HCI se decompoe para a olefina correspondeme: 
Forma~ao de aldefdos 
I 
NO 
H 
I 
+ N /_\ 
A rea~ao entre aziridina e cloretos de iicido leva, ap6s tratamento com hidreto de litio e alumin!o (LiAlH4), a aldeidos. 
~ 0 0 \iN~ N ~CI D + + Et3N 0°C 
+ 
0 E!:!~HCT 
LiAIH4 ~H 
Forma~ao de outros aneis heterocfclicos 
Derivados da aziridina se rearranjam para forrnar outros aneis heterocfdicos. Essas reas:oes sao catalisadas por KSCN, 
Nal ou aminas terciarias. Aminas primarias ou secundarias nao produzem os mesmos resultados. 
Ou 
[::N-H 
KSCN ou Nal 
ou (C4Hg)JN 02N~) 
(2-p-nitrofenil)2-oxazolina 
o-ttN~ Nal 0-{J 
R~ )=o 
R 
1 ,3-!iazolina 
o-No 
1 ,2,3-triazolina 
-
-(oXR 
N R 
H 
2-tia-1 ,3-tiazolidona 
2,2-dialquil-1 ,3-oxazolidina 
Aziridina 35 
Rea~ao com amina primana e secundaria 
Sais de aziridfnio 
Sais de aziridinas sao intermediarios em varias rea~oes. A rea~o do anel aziridinico e mais r;\pida nos sais, alem de 
varios rea gentes serem capazes de abrir o. anel quantitativamente. 
Rea~oes com reagentes acidos e bisicos 
Rea~oes com reagentes icidos e basicos se assemelham ilS da oxirana (ep6xido). 
AICb 0 + (::N-H 
-+N-H' Q-sH 
+ ROH 
LiOEt 
0 
c(aEt 
I 
H 
pirrolidona 
CAPIWLO 8 
Oxetana 
0--c 
u 
A oxetana e urn Jiquido incolor, miscivel em agua e de p.e. 48'C. E obtida em 40\Yo de rendimento, aquecendo (3-
cloropropii) acetato com uma solu~ao concentrada de KOH. 
Oxetanas ocorrem raramente na natureza. 0 a !cool diterpenico Paclitaxd" (taxol) foi isola do em 1971 da casca da 
Taxus brevifolia, arvore nativa da costa do Pacifico dos Estados Unidos, e sua estrutura elucidada. 0 composto, 
atualmente comercial, contem uma oxetana e mostra forte atividade antitumoral e antileucemica. 
paclitaxel (taxol) 
SiNTESE 
Para a sfntese de oxeranas, dois metodos sao vantajosos: cicliza~ao de alco6is 'Y-substituidos e rea~iio de 
Parerno-BDchi. 
Cicliza~ao de alco6is 'Y-substituidos 
Alco6is com urn born grupo de partida na posi~iio 'Y podem ser ciclizados formando oxetanas. Assim, a 
ciclodesidrogena~ao de "!-halo alco6is ocorre de forma similar a sintese de oxiranas a partir de alco6is fl-halogena-
dos. Oxetanas podem ser preparadas de 1,3-diois via monoarenos sulfonados. 
I 
OH 
Em uma sfntese alternativa, o 1,3-diol dissolvido em THF e convertido no alco6xido de litio com n-BuLi. Se-
gue-se a esta erapa a acli~ao de cloreto de tosila, sendo a cicliza~ao finalmente efetuada com n-BuLi. 
Rea~ao de Paterno-Biichi 
A forma~ao de oxetanas via a rea~iio de Paterno-Biichi ocorre atraves da rea~iio de cicloadi~'iio fotoquimica de urn 
c:omposto carbonilico a olefinas. 
-----------------------------.::OXI!tana 37 
Rea~ao 
hv 
Mecanismo 
R~R1 cicloadi<;ao 
+ n nao-estereoespecifica 
clc!oadir;ao 
estereoespecffica 
S, singleto 
T1 ""' tripleto 
R4ARa 
0 mecanisme anterior pode ser descrito em cinco eta pas: 
dirradical 
~ 
%-ti:: 
+outro Rs ~ 
regioisOmero 
1) a carbonila (S,,) e excitada por urn f610n via absor<;ao nn' indo para o estado singleto correspondente (51); 
2) a carbonila no estado singleto pode ser convertida para a carbonila no estado tripleto (T,); 
3) quando a carbonil;~ singleto reage com o alqueno (principalmente no caso de aldeidos aliLiticos e eetonas, e neces· 
s:iria alta concentra<;ao para capturar o estado singleto eficientemenre), a fotocicloadi<;ao e estereoespecifica e a 
informa<;ao estereoquimica do alqueno e transferida para a oxetana; 
4) na maioria das rea<;oes de Paterno-Btichi, e formada a carbonila no estado tripleto, a qual, pda adi,ao ao algueno, 
fornece o 1 ,4-dirmdical; 
5) finalmeme, o 1,4-dirradical mais estavcl colapsa para formar a oxctana. 
2-0xeranonas ou ~-lactonas sao preparadas pela ciclodesidmta<;ao de acidos ~-hidroxicarhoxilicos com cloreto 
de fenilsulfonila em piridina: 
0 
~OH C6H5S02CI, piridina ~ 
0 
tJ 
OH 
Outro metodo e a cicloadi1:ao 12+2) de aldeldos a cetenos catalisada por acidos de l.cwis: 
0 
II 
+ CH 
I 
R3 
Oxetan-2-onas descarboxilam sob aquecimento, para formar olefinas. A simese de olefinas a partir de 5cidos ~-hidro­
xicarboxflicos ou de cetenos e aldeidos representa uma alternativa pam a reas;ao de Wittig. 
2-0xeranonas sao mais reativas que -y- e o-lactonas, graps a rensao do anel. Sob tratamento com hidr6xido de 
s6dio, carboxilaros dos iicidos ~-hidroxicarboxilicos sao formados pelo awque dos ions hidr6xido ao grupo 
carbonila. 
0 diceteno (4-metilenoxetan-2-ona) e formado pela dimeriza.;ao do ceteno que, por sua vez, e preparado pela 
pir6lise da acetona ou acido acetico. 0 composto e um intennedi:1rio industriaL 0 anel oxetana e aberto com EtOH, 
atraves de um ataque nucleofilico no grupo carbonila, levando a forma<;ao do acetoacctato de etila. 0 nucle6filo 
(etanol) ataca o atomo de carbono do grupo carbonila. 
0 0 
II II 
C 'I" C 
II II 
CH2 CH2 
Abertura do diceteno 
Nu=EtOH 
Duas rea~oes sao de importancia geral: 
Abertura do anel por nucle6filos catalisada por acidos 
0 0 
N)Jvj~ 
Haletos de hidrogenio reagem com oxetanas, formando ~halo alco6is. A hidr6lise catalisada por acido produz 1,3-diois. 
Rea~ao