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A abordagem de desconexão Vanessa Boz LAI Professor Rogerio A. Gariani 07/08/2018 Síntese Orgânica Seletividade: Há três tipos: Quimiosseletividade Regiosseletividade Estereosseletividade é qual grupo reage; é onde reage; é como o grupo reage com relação à estereoquímica do produto. Estratégia II: Quimiosseletividade Se uma molécula tem dois grupos reativos e procura-se reagir um deles, utiliza-se quimiosseletividade. A reatividade relativa de dois grupos funcionais diferentes, como NH2 e OH. 2. A reação de um dos dois grupos idênticos: monoéter 5. 3. A reação de um grupo 1 vez quando ele pode reagir 2 vezes; Estratégia II: Quimiosseletividade Diretriz 1: Se dois grupos tiverem reatividade diferentes, o mais reativo pode ser feito para reagir sozinho. paracetamol Amônia (pKa 38) Água (pKa 16), A reação com o anidrido acético fornece a amida desejada sem o éster 3 Estratégia II: Quimiosseletividade separado por destilação a vapor um ponto de ebulição mais baixo A síntese é direta. composto orto pode ser separado por destilação a vapor. Uma forte ligação de hidrogênio intramolecular reduz a disponibilidade do grupo OH para ligação de hidrogênio intermolecular, de modo que o composto orto tem um ponto de ebulição mais baixo. 6 A síntese da ciclocitocaína anestésico local A seletividade entre dois nucleófilos: A desconexão para que a reação SN2 funcione. Qual vai atuar como um nucleófilo?; OH ou CO2H? Depende do pH; 7 A síntese da ciclocitocaína anestésico local Abaixo de pH 5 15 é um composto neutro. OH (mais nucleofílico), mas não reage com um haleto de alquila. Aumentando a reatividade (~pH 5), pH ~ 10 existe o diânion 17. Obtenção do éter: 2 eqv. mais nucleofílico 8 Estratégia II: Quimiosseletividade Diretriz 2: Se um grupo funcional reagir 2 vezes, o produto da primeira reação competirá com o reagente. A reação de um halogeneto de alquila com SH- ou S2- não pode ser interrompida; tão nucleofílico quanto A reação irá parar somente se o material de partida for mais reativo que o produto. 9 Síntese de cloroformatos de álcoois e fosgênio Algumas reações desse tipo são bem-sucedidas. O produto 22 parece que pode reagir novamente para formar carbonato de dibenzilo, Mas não reage devido a deslocalização 24a Estratégia II: Quimiosseletividade Diretriz 3: Se o objetivo for reagir o menos reativo de 2 grupos funcionais, protege-se o mais reativo. Se o objetivo for que um reagente reaja apenas uma vez, protege-se o reagente para não reagir 2 vezes. A amina mais nucleofílica do que o grupo carboxila; Se usar o grupo carboxila como nucleófilo, protege-se o grupo amino. menos nucleofílico Retrossíntese Captodiamina sedativo e tranquilizante 12 Síntese Captodiamina sedativo e tranquilizante BuS: doador de elétrons Orienta em para 13 Estratégia II: Quimiosseletividade Diretriz 4: (a) Se o produto da primeira reação for menos reativo do que o material de partida, a reação dupla pode ser evitada. O material de partida 41 é reduzido + facilmente do que 42. A redução com NaHS dá m-nitroanilina (redução do grupo nitro). A razão é que a redução é doação de elétrons e o próprio grupo nitro que retira elétrons encoraja isso. O material de partida 41 é reduzido + facilmente do que 42. 14 Estratégia II: Quimiosseletividade Diretriz 4: (c) Combinar 2 grupos funcionais idênticos em 1 grupo funcional que reage 1 vez; E seu produto tem reatividade menor do que o material de partida. (anidridos cíclicos) Cada ácido carboxílico foi ativado de um modo diferente. Desconexões de um e dois grupos C-X Existe apenas um grupo funcional na molécula alvo 1; Desconexões de um e dois grupos C-X Desconexões de 2 grupos são melhores do que as desconexões de 1 grupo Pode-se utilizar reagentes diferentes. Reconhecendo uma desconexão de dois grupos C-X Reconhecer a relação entre os dois grupos funcionais. Enumere os átomos de carbono que suportam os grupos funcionais. escolher a adição conjugada fazer a desconexão 4b revelar 2 e 7 como os reagentes. O relacionamento 1,3-diX Utilizando a adição conjugada, é necessário um grupo de remoção de elétrons, (carbonila ou CN), na posição correta. Desconexão em termos gerais : O reagente nucleofílico dependerá do heteroátomo: Se X = O ou S, a base será necessária; Se X = N, a amina não necessita; O relacionamento 1,3-diX Exemplo: Objetivo aqui é a adição conjugada Compostos menos eletrofilicos (ésteres ou cetonas ). Compostos muito eletrofilicos (cloretos ácidos ou aldeídos) O relacionamento 1,2-diX Utiliza-se a segunda funcionalidade para fazer o átomo de carbono electrofílico certo. podem ser desconectados do nucleófilo do heteroátomo usual e do synthon 37. Como usar o grupo OH em C-1 para tornar o C-2 eletrofílico? O Exemplos de compostos 1,2- difuncionalizados Síntese: O Exemplos de compostos 1,2- difuncionalizados Desconexão de dois grupos: Esta reação mostra: Quão eletrofílicos os compostos alfa-halo carbonílicos devem ser; E como os ânions carboxilatos são nucleófilos fracos. nucleófilo electrófilo O relacionamento 1,1-diX 2 grupos funcionais estão unidos ao mesmo átomo de carbono: Se os heteroátomos são os mesmos, Desconexão C-X é facilitada; O relacionamento 1,1-diX Mesma molécula alvo com desconexão diferente: Obten-se os mesmos materiais de partida. desconexão instável O relacionamento 1,1-diX Se os heteroátomos são diferentes; Desconecta-se o outro (grupo carbonila permanece). Base fraca Isso produz parte do ânion 79; Desconexões de dois grupos C-X como pré-preliminar para uma análise completa A sarracenina 84 possui várias ligações C-O no seu esqueleto. A relação 1,1-diO é marcada com uma bola negra; 1 acetal indica um grupo carbonilo oculto. A bola preta em 84 é o aldeído em 85. Desconexões de dois grupos C-X como pré-preliminar para uma análise completa N° de átomos de C = Estratégia de reconexão no capítulo 27. Warren, S., Wyatt, P. Organic Synthesis The Disconnection Approach-Wiley (2009). V.2, p.342 Referências Obrigado UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina vanessa.bds@edu.udesc.br www.udesc.br www.facebook.com/udesc (47) 3481-7900 Rua Paulo Malschitzki, nº 200, Zona Industrial Norte, Joinville/SC. CEP: 89219-710 BuS O Ph H BuS O Ph H 3 O BuS OH Ph BuS OH Ph S ClCl O BuS O H Ph S O Cl Cl BuS O H Ph S O Cl BuS O Ph S O Cl Cl N Cl BuS Cl Ph O S O HCl 35 36 37 Br SPh H H Br HH S Ph Br H H S Ph
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