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Aldeidos e Cetonas Adição Nucleofílica ao grupo Carbonila Aula 15 QO-427 Prof. José Augusto 2 � Nomenclatura de Aldeídos e Cetonas �Aldeído são nomeados pela troca ‘–o’ do correspondente alcano parental por ‘-al’ � O grupo funcional aldeído é sempre o carbono 1 e não precisa ser numerado � Alguns nomes comuns de aldeídos são mostrados entre parenteses �Grupos funcionais aldeído ligados a um anel são meados usando o sufixo carbaldeído � Benzaldeído é usado mais comumente do que benzenocarbaldeído Metanal (formaldeído) Etanal (acetaldeído) Propanal (propionaldeído) 5-cloropentanal Feniletanal (fenilacetaldeído) 3 �Cetonas são nomeadas pela substituição do ‘-o’ do correspondente alcano parental por ‘-ona’ � A cadeia parental é numerada pára dar à carbonila da cetona o menor número possível � Na nomenclatura trivial cetonas simples são nomeadas pela precedente palavra ‘cetona’ seguida dos nomes de grupos ligados à carbonila da cetona em ordem alfabética separadas pela letra ‘e’ (cetona etílica e metílica) (cetona metílica e propílica) (cetona alílica e metílica) �Nomes comuns de cetonas que também são usados: Acetofenona (1-feniletanona ou cetona metílica e fenílica) Benzofenona (difenilmetanona ou cetona difenílica) 4 � Síntese de Aldeídos � Aldeídos por Oxidação de Alcoóis 1o �Alcoóis primários são oxidados a adeídos por PCC � Aldeídos por Redução de Cloretos de Acilas, Ésteres e Nitrilas �Redução de ácido carboxílico para aldeído é impossível de parar no estágio de aldeído � Aldeídos são muito mais facilmente reduzidos do que ácidos carboxílicos 5 �Redução de um aldeído pode ser conseguido pelo uso de um derivado de ácido carboxílico mais reativo tal como um cloreto de acila, éster ou nitrila e uma fonte de hidreto menos reativo � É importante o uso de um hidreto estericamente impedido e portanto reativo hidreto de alumíno menos reativo �Cloretos de ácidos reagem com hidreto tri-terc-butoxi-alumínio lítio em temperaturas baixas para dar aldeído 6 �Hidreto é transfereido para o carbono da carbonila � Asiim que a carbonila se re-forma, o cloreto (que é um bom grupo abandonador) vai embora 7 �Redução de um éster para um aldeído pode ser conseguido a temperatura baixa usando DIBAL-H � Assim que a carbonila se re-forma, um grupo abandonador alcóxido deixa o sistema LiAlH4 é um redutor forte, reduz derivado de ácido carboxílico a álcool. É impossível parar no aldeído intermediário. 8 � Síntese de Cetonas � Cetonas a partir de Alquenos, Arenos, e Alcoóis 2o �Cetonas podem ser feitas a partir de alquenos por ozonólise �Cetonas aromáticas podem ser feitas por Acilação de Friedel-Crafts �Cetonas podem ser feitas a partir de alcoóis 2o por oxidação 9 � Cetonas a partir de Alquinos �Hidratação Markovnikov de um alquino dá inicialmente um álcool vinílico (enol) que então se rearranja rapidamente para uma cetona (ceto) �O rearranjo é chamado tautomerização ceto-enol � Este rearranjo é um equilíbrio que usualmente favorece a forma ceto 10 �Alquinos terminais dão cetonas devido a hidratação Markovnikov regiosseletiva � Etino forma acetaldeído � Alquinos internos dão misturas de cetonas, a menos que eles sejam simétricos Etanal (acetaldeído)etino 11 � Adição Nucleofílica a Grupos Carbonilas �Adição de um nucleófilo a um carbono carbonila ocorre porque a carga δδδδ+ está no carbono �Adição de nucleófilos fortes tais como um hidreto ou reagentes de Grignard resultam na formação de um intermidário alcoóxido tetra-édrico � Os elétrons ππππ da carbonila deslocam para o oxigênio para dar o alcoóxido � O carbono carbonila muda de trigonal plana para tetraédrico 12 �Um catalisador ácido é usado para facilitar a reação de nucleófilos fracos com grupos carbonilas � Protonação do oxigênio carbonila aumenta a eletrofilicidade do carbono 13 � Reatividade Relativa: Aldeidos versus Cetonas �Aldeídos são geralmente mais reativos do que cetonas � O carbono tetraédrico resultante da adição a um aldeído é menos impedido estericamente do que o carbono tetraédrico resultante da adição a uma cetona � Grupos carbonila de aldeído são mais elétron-deficientes do que apenas um grupo elétron-doador ligado ao carbono da carbonila 14 � A Adição de Alcoóis: Hemiacetais e Acetais � Hemiacetais �Um aldeído ou cetona dissolvido em um álcool formará uma mistura de equilíbrio contendo o hemiacetal correspondente � Um hemiacetal tem um grupo hidroxila e alcoxila sobre o mesmo carbono � Hemiacetais acíclicos são geralmente pouco estáveis, contudo, hemiacetais cíclios de 5-mebros e de 6-membros são estáveis Chapter 16 15 Forma acetal 16 �Formação de Hemiacetal é catalisada tanto por ácido quanto por base 17 �Dissolvendo aldeídos (ou cetonas) em água causa formação de um equilíbrio entre o composto carbonila e seu hidrato � O hidrato é chamado também de gem-diol (gem i.e. geminal, indica a presença de dois substituintes idênticos sobre o mesmo carbono) � O equílíbrio favorece uma cetona sobre seu hidrato pois o hidrato de cetona tetraédrica é estericamente aglomerada 18 � Acetais �Um aldeído (ou cetona) na presença de excesso de álcool e um catalisador ácido formará um hemicetal ou acetal � Formação de um acetal procede via o correspondente hemiacetal � Um acetal tem dois grupos alcosila ligados ao mesmo carbono 19 �Acetais são estáveis quando isolados e purificados �Formação de acetal é reversível � Um excesso de água na presença de um ácido vai hidrolisar um acetal para o correspondente aldeído (ou cetona) 20 �Formação de acetal a partir de cetonas e alcoóis simples é menos favorável do que a formação a partir de aldeídos � Formação de acetais ciclicos com anéis de 5- e 6-membros a partir de cetonas é, contudo, favorável � Tais acetáis cíclicos são muitas vezes usados como grupos protetores de aldeídos e cetonas � Estes grupos protetores podem ser removidos usando ácido aquoso diluído 21 � A Adição de Aminas Primárias e Secundárias �Aldeídos e cetonas reagem com aminas (e amônia) primárias para dar iminas � Eles reagem com aminas secundárias para dar enaminas 22 � Iminas �Estas reações ocorrem rápidas em pH 4-5 � Acidos moderados facilitam a saída do grupo hidroxila a partir do intermediário amino- ácool sem a protonação do nitrogênio do material de partida amina 23 A Adição de Cianeto de Hidrogênio �Aldeídos e cetonas reagem com HCN para formar uma cianoidrina � Uma quantidade catalítica de cianeto ajuda aumentar a velocidade da reação �O grupo ciano pode ser hidrolisado ou reduzido � Hidrólise de uma cianoidrina produz um ácido αααα-hidroxicarboxílico � Redução de uma cianoidrina produz um ββββ-aminoálcool uma cianidrina 24 � Oxidação de Aldeídos e Cetonas �Aldeídos são geralmente muito mais facilmente oxidados do que cetonas � A Oxidação Baeyer-Villiger de Aldeídos e Cetonas �A reação Baeyer-Villeger resulta na inserção de um átomo de oxigênio adjacente a uma carbonilka de cetona ou aldeído � Oxidação de uma cetona resulta num éster � É usado um peroxi-ácido tal como ácido m-cloroperbenzóico (MCPBA) 25 �A aptidão migratória de um grupo ligado a uma carbonila é: H > phenyl > 3o alkyl > 2o alkyl > 1o alkyl > methyl 26 � A Acidez de αααα-Hidrogênios de Compostos Carbonila: Ânions Enolatos �Hidrogênio sobre carbonos αααα a carbonilas são não usualmente acídicos � O ânion resultante é estabilizado por ressonância com a carbonila 27 � O ânion enolato pode ser protonado no carbono ou no oxigênio �As resultantes formas enol e ceto da carbonila são formadas reversivelmente e são interconvertíveis28 � Tautômeros Ceto e Enol �Tautômeros ceto-enol são isômeros constitucionais que são facilmente interconvertidos por traços de um ácido ou base � Muitos aldeídos e cetonas existem primariamente na forma ceto devido á força da forte ligação carbono-oxigênio relativa à ligação dupla carbono-oxigênio 29 � Halogenação de Cetonas �Cetonas podem ser halogenadas por X2 na posição αααα na presença de ácido ou base � Halogenação promovida por base ocorre via um enolato 30 � Halogenação catalisada por ácido procede via o enol 31Isolation of Cholesterol from an Egg Yolk J. Chem. Educ. 2011, 88, 1580–1581 1 ovo contém 50-60 mg de colesterol 32 Antimicrobial Properties of Spices: An Activity for High School or Introductory Chemistry or Biology Anne M. Sousa and Walter R. Waldman pp 103–106 J, Chem. Educ. 2014, 91(1), 103−106 canela cravo da índia 33 34 35 36 37 38 Cinnamomum verum Canela 39 Craveiro da Índia 40 Rota da seda por mar e por terra, a mesma rota das especiarias. Mapa da Indonésia. 41 Ilha Tidore com o vulcão Ternate ao centro, fazem parte das Ilhas Molucas, um arquipélago com cerca de 13 mililhas, na Indonésia, Colonizada por portugueses, holandeses e franceses, devido ao cravo da índia e outra especiarias.
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