1. Adição de nucleófilos de O (H2O, ROH) – grupos

protetores) e S.

2. Adição de nucleófilos de N

3. Adição de carbonos nucleofílicos (Reagentes de

Grignard, organolítio, acetilenos, nitrilas,

reagents de Wittig - ilídeos de P/S)

QFL0342 Reatividade de Compostos Orgânicos (2016)

Reações de adição à compostos carbonílicos

Carbonyls react with nucleophiles.

General Reactions of

Carbonyl

Compounds

3

Adição de álcoois com formação de acetais

Mecanismos?

A formação do acetal poderia ser realizada com catálise básica?

A reação de formação de acetais é reversível.

Como o equilíbrio pode ser deslocado para o composto carbonílico? E para a

formação do acetal?

Adição de glicóis – grupos protetores

O HOCH2CH2OHH

+

O

O

ciclopentanona etilenoglicolacetalcíclico

+ + H2O

+

ditioacetalcíclico1,3-propanoditiolciclopentanona

H+

HSCH2CH2CH2SHO

S

S

+ H2O

6

Qual seria o mecanismo de hidrólise ácida do

grupamento metilenodioxifenila do safrol?

Adição de nucleófilos de Nitrogênio

H2N OH

H2N NH2

H2N NHCONH2

H2N NHC6H5

hidroxilamina

hidrazina

fenilidrazina

semicarbazida

C N OH

C N NHCONH2

C N NHC6H

C N NH2

oxima

hidrazona

fenilidrazona

semicarbazona

C

O

H2N G C

OH

NH G C N G H2O++

Uso de hidrazonas em análise orgânica funcional

NHNH2

NO2-

-O2N

RC

O

H(R)+

NHN

NO2-

-O2N

C

R

H(R)

2,4-dinitrofenilhidrazonas2,4-dinitrofenilhidrazinas

(sólidos cristalinos)Aldeídos e

cetonas

reagem formando

Hidrazonas

(com pontos de fusão específicos)

10Compare esse mecanismo com a formação de cetais

A saída da água é a etapa lenta.

Formação de Acetais: Mecanismo

Enamines Are Nucleophilic

• Overlap of the nitrogen lone-pair orbital with the double-bond π orbitals increases electron density on the carbon atom

Enamine Addition and Hydrolysis

• Enamine adds to an ,-unsaturated carbonyl acceptor

• The product is hydrolyzed to a 1,5-dicarbonyl compound

Imines with vital roles in biological systems

imine rhodopsin

R

O

R'(H)

R"MgX

R"Li

R"C C-

-C N

+

R C R'(H)

O-MgX

R"

R C R'(H)

OH

R"

R C R'(H)

OH

R"

R C R'(H)

O-Li

R"

R C C

OH

R'(H)

CR"

R C C

OH

R'(H)

N

cianoidrina

-hidroxiacetilenos

álcoois

1ario

, 2ario

ou 3ario

(dependendo docarbono carbonílico)

H+

H+

Reações de aldeídos ou cetonas com diversos

nucleófilos de carbono

Ph3P=CHR <-> Ph3P-CHR (reagentes de Wittig)

vide tb RLi e outros organometálicos)

-+

reagentes de Grignard

25

25

35

40

50

CH3C N

R2NH

NH3

CH3COCH3

O

Relative acidity of some organic compounds

Structure pKa

EtOH 16

R CH C

O

OR

H

CH2CH3

H

pKa 50 25

CH2 C

O

CH3

H

CH2 C

O

H

H

20 17

CH2 N

O

O-

H

8,6

R CH C

O

OR

H

CH2CH3

H

pKa 50 25

CH2 C

O

CH3

H

CH2 C

O

H

H

20 17

CH2 N

O

O-

H

8,6

20; 17

n-Bu-Li+

Lithium and magnesium acetylides

C CR H H3C-H2C-MgBr+ C CR MgBr H3C-H2C-H+THF

magnesiumacetylide

ethylmagnesiumbromide

C CR H H3C-H2C-H2C-H2C-Li

terminal

acetylene

(pKa ~ 26)

+ C CR Li H3C-H2C-H2C-H2C-H+THF

butyllithium lithiumacetylide

pKa > 60

Reagentes organometálicos

R CH2MgBr

2,5 1,3eletronegatividade(Escala de Pauling)

R CH2- +

MgBr

R CH2BrMg

éter

R CH2MgBr

O....

..

..O

carbânion

2.5

3.5

+

Reagentes

de Grignard

Françoise August Victor Grignard (1871-1935)

(P. Nobel em 1912)

1900: Reagentes de Grignard

Mecanismo da reação de Grignard

ether

1-Propanol

(a primary alcohol)

Formaldehyde

Mg 2++

++

- +

-O

OH

CH3 CH2 -MgBr H-C-H

CH3 CH2 -CH 2 HCl

H2 OA magnesium

alkoxide

CH3 CH2 -CH 2

O-

[MgBr]+

Alguns exemplos da reação de Grignard

HC

O

H

H3CCH2MgX +

H3CCH2 C H

OH

H

H3CCH2 C H

OH

R'

H+

H+

R'C

O

H

R'C

O

R"

H+

álcool 1ario

álcool 2ario

álcool 3ario

C

O

O

H+

H3CCH2CO2H ácido carboxílico

haleto de etilmagnésio

O H+

H3CCH2 C R"

OH

R'

H3CCH2 CH2 CH2OH

• A adição a CO2 a um reagente de Grignard fornece um ácido carboxílico

MgBr CO- [MgBr] +

O

HCl

H2 OCOH

O

Cyclopentane-

carboxylic acid

- +

-

C

O

O

++

Carbon

dioxide+ Mg2+

ether

• Prepare o 2-fenil-2-butanol através de diferentes combinações

entre reagentes de Grignard e compostos carbonílicos.

C-CH 2 CH3

OH

CH3

4-fenil-4-hidroxipropanal

CHCH2CH2C

O

H

OH

Como preparar:

Como preparar o 4-fenil-4-hidroxipropanal empregando

a reação de Grignard?

BrCH2CH2CHO BrMgCH2CH2C

O

HMg

éter2-bromoacetaldeído 3-brometo de propanal

magnésio

BrMgCH2CH2C

O

H

BrMgCH2CH2C

O

H

+

BrMgCH2CH2CCH2CH2C

O-MgBr

H

O-MgBr

H

O reagente de Grignard adicionaria-se ao próprio reagente!!!

2-bromoacetaldeído

BrCH2CH2CHO + CH2CH2

OH OH

BrCH2CH2HC

O

O

H+

CHCH2CH2CH

OH O

O

4-fenil-4-hidroxipropanal

CHCH2CH2C

O

H

OH

H+

BrCH2CH2HC

O

O éter

Mg BrMgCH2CH2HC

O

O

BrMgCH2CH2HC

O

O

C

O

H +

CHCH2CH2CH

OH O

O

Uso de acetais como grupo protetores

de compostos carbonílicos

27

Uso de acetais como grupo protetores

de compostos carbonílicos

Como fazer a conversão abaixo?

Compostos organolítio

• Compostos organolítio são geralmente mais reativos

em adição a C=O do que RMgX, e permitem,

tipicamente, rendimentos mais elevados

3,3-Dimethyl-2- butanone

3,3-Dimethyl-2-phenyl- 2-butanol

+Li

O

CH3

OH

CC(CH 3 ) 3

O-Li

+

CC(CH 3 ) 3

CH3

CH3 CC(CH 3 ) 3

HCl

H2 O

3,3-Dimethyl-2-phenyl- 2-butanol

+Li

O

CH3

OH

CC(CH 3 ) 3

CH3 CC(CH 3 ) 3

HCl

H2 Oeletronegatividade

Mg 1,31

C 2,55

Li 0,58

Reação de Wittig

• Método sintético versátil para a síntese de

alcenos a partir de aldeídos e cetonas.

Óxido de Trifenil-fosfina

Metileno-Ciclo-hexano

Ilida de fósforo

+

+-+

+

O

CH2 Ph 3 P-O-

Ph 3 P-CH 2

Ilidas de fósforo

••

A phosphonium

ylide

Butane

Butyllithium

+++-

+I

-

CH2 -PPh 3 CH3 CH2 CH2 CH3 Li + I -

CH3 CH2 CH2 CH2 Li + + H-CH 2 -PPh 3

Triphenyl-

phosphine

An alkyltriphenyl-

phosphonium iodide

++Ph 3 P CH3 -I Ph 3 P-CH 3 I

-SN2

Trifenilfosfina Iodeto de alquiltri

fenilfosfônio

Butil-lítio

Ilida de fósforoButano

Mecanismo da reação de Wittig

Triphenylphosphine oxide

An alkene

+

-••+

An oxaphosphetane

•••• •• ••

-

+

•• ••

••

CH2

CR2 O

CH2

CR2

CH2

CR2O

Ph 3 P Ph 3 P

O

Ph 3 P

oxafosfetano

Óxido de

trifenilfosfina

alceno

Aplicações da reação de Wittig