Aula Reatividade de Acidos Carboxilicos e Derivados-Reacoes-Esterificacao de Fischer

26092025 1 1 Reatividade frente a nucleófilos Curso da reação Adição Nucleofílica x Substituição Nucleofílica R1 Alquil aril hidrogênio Adição nucleofílica X OR Cl SR OAc NRR Substituição nucleofílica Se X é um bom grupo de saída Se R1 não é um bom grupo de saída AULA 04 26092025 2 Reações de interconversão entre ácidos carboxílicos e derivados 1 2 26092025 2 3 Ácidos carboxílicos 4 Reações envolvendo ácidos carboxílicos R1 OH O LiAlH4 R1 OH R1 OR2 O R2OH R1 Cl O SOCl2 R1 O O O R1 3 4 26092025 3 5 Formação de Ésteres Produtos Intermediários Facilita manipulação purificação Grupo de proteção ácidos álcoois fenóis Ácido Perde H ácido Álcool Perde H ácido pKa 16 impede a ocorrência de oxidação Fenol Perde H ácido pKa 8 impede oxidação e acoplamento 6 Reações envolvendo ácidos carboxílicos 5 6 26092025 4 7 Darstellung der Ester Emil Fischer and Arthur Speier Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft Volume 28 Issue 3 pages 32523258 OktoberDezember 1895 Reações envolvendo ácidos carboxílicos Preparação de ésteres Esterificação de Fischer 8 Reações envolvendo ácidos carboxílicos Preparação de ésteres Esterificação de Fischer Deslocamento do equilíbrio Excesso reagente menor Remoção água agente dessecante destilação azeotrópica Aparelhagem de DeanStark H2O 100ºC Tolueno 110ºC Azeótropo 20H2O 85 ºC 7 8 26092025 5 9 Reações envolvendo ácidos carboxílicos Preparação de ésteres metílicos Reações envolvendo ácidos carboxílicos Preparação de cloretos de ácido Cloreto de tionila Redução com hidretos metálicos 10 Preparação de anidridos 9 10 26092025 6 11 R1 OH O R1 OR2 O R2OH R1 R3 OH R3 R3M R4 H N R4 R1 N O R4 R4 R1 OR2 O R3OH R1 H OH H H Reações envolvendo ésteres 12 Hidrólise básica Saponificação Reações de ésteres Hidrólise ácida Mecanismo reverso da formação Sabões Gorduras 11 12 26092025 7 13 Reações de ésteres Formação de ácidos Catálise Nucleofílica Formação de ácidos Via carbocátions Evidência mecanística 14 Reações de ésteres Formação de amidas Reduções Formação de álcoois pela adição de hidretos Reduções Formação de álcoois pela adição de organometálicos 13 14 26092025 8 15 Reações de ésteres Transesterificação 16 Biodiesel ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos obtidos a partir da reação de transesterificação de triglicerídeos Gliceroquímica novos produtos e processos a partir da Glicerina de produção de biodiesel Quim Nova Vol 32 No 3 639648 2009 15 16 26092025 9 17 State of the Art of Catalysts for Biodiesel Production Front Energy Res 19 June 2020 httpsdoiorg103389fenrg202000101 18 Mg6Al2CO3OH16 4H2O H4SiO4 12MoO3 H3PW3O104 xH2O 17 18 02102025 1 1 Sintese malônica Preparação de Ácidos carboxílicos O O O O O O O O Malonato de dimetila Malonato de dietila httpswwwmasterorganicchemistrycom20120814themalonicestersynthesis AULA 5 03102025 2 Condensação de Claisen Preparação de βceto ésteres httpswwwmasterorganicchemistrycom20200914claisencondensationanddieckmanncondensation 1 2 02102025 2 3 Condensação de Claisen cruzada 4 Versão intramolecular da Condensação de Claisen Condensação de Dieckmann 3 4 02102025 3 5 É definida pela IUPAC como A invenção desenvolvimento e aplicação de produtos e processos químicos para reduzir ou eliminar o uso e a geração de substâncias perigosas Química Verde é o uso da química para prevenir a poluição Mais especificamente é o planejamento de produtos e processos químicos que sejam saudáveis ao ambiente I INTRODUÇÃO Definição de Química Verde Química Verde 6 5 6 02102025 4 7 8 Eficiência atômica é um parâmetro para medir a eficiência sintética de uma reação a reação ideal seria aquela onde toda a massa dos reagentes está contida no produto EA massa do produtosoma das massas dos reagentes X 100 Reações com alta eficiência atômica 7 8 02102025 5 9 CH3CH2CH2CH2OH NaBr H2SO4 CH3CH2CH2CH2Br NaHSO4 H2O 1 2 3 4 5 6 Considerando a seguinte reação Eficiência atômica 12088g de reagentes 1728g de nbutanol 30g de KBr 736 g de H2SO4 EAexp rendimento da reação massa total de todos os reagentes X 100 2586 g 12088 g X 100 214 2586 g do produto desejado nbromobutano Considerando rendimento obtido KBr KHSO4 10 Eficiência atômica Reação com alta eficiência atômica 9 10 02102025 6 11 Eficiência atômica Processos eficientes Hidrogenação EA 100 100 87 Ar Ph Carbonilação Oxidação 12 Reagentes suportados Substrato reagente ou catalisador imobilizado em um suporte insolúvel que após reação pode ser removido do meio reacional por filtração Reagentes e catalisadores suportados Síntese em fase sólida Purificação 11 12 02102025 7 13 Reagentes suportados Suportes com propriedades magnéticas 14 Reciclagem do oxidante Rendimentos 85 Reagentes suportados 13 14 02102025 8 15 Ácidos suportados Zeólitas 16 utilização de solventes orgânicos voláteis ou não manufatura transporte estoque manuseio e descarte aspectos que demandam cuidado e capital ÁGUA como Solvente Reações sem solvente SOLVENTES 15 16 02102025 9 17 Solvente Água como solvente 18 Solvente Reações sem solvente Mecanoquímica 17 18 02102025 10 19 ClaisenSchmidt Reaction 20 Solvente Reações sem solvente Mecanoquímica 19 20 02102025 11 21 Reações Multicomponente Reações Onepot 22 Fontes alternativas de energia Mecanoquímica Ultrassom Microondas 21 22 02102025 12 23 24 Condensação Knoevenagel Modificação Doebner Ultrassom 1 mmol 3h 99 Convencional 20 mmol DMF 80ºC 6h 78 23 24 02102025 13 25 Benzimidazol 26 Fontes alternativas de energia Fotoquímica 25 26 31 29 30 Column heads with incorporated filters Ø15 x 100 mm column Ø10 x 100 mm column Column packed with A26 resin SUS column for hydrogenation Column head with 2 joints Ø10 x 100 mm column Separated filter Column head with 1 joint Column heater 1 containing A26 resin Starting material reservoir Dual pump K22 Temperature controller 1 Product collector Temperature controller 2 Column heater 2 containing Pd catalyst TShape mixer Left solution Right gas H2O tank for hydrogen generation H2 massflow controller H2 generator 13dipolar Huisgen cycloaddition Catalystfree Neat or NMP Batch conditions Borukhova et al 135C azide 05 M in NMP 1h 13 yield azide 10 M in NMP 1h 16 yield Mudd and Stevens 135C 28h 85 yield 5 g scale no solvent Flow conditions no solvent Borukhova et al 135C 1h 43 12h 78 140C 1h 56 200C 1h 82 17092025 1 1 Alquilação de enaminas Formação de enaminas Cont AULA 3 19092025 2 Catálise via enaminas αalquilação formação de ligações CX XO N halogênios H 1 2 17092025 2 3 H O N R HN RO2C RO2C 8997 ee N R O N H O N CO2Et EtO2C αaminação de aldeídos diazocarboxilatos 4 Halogenação 3 4 17092025 3 5 Diflucan Fluconazole Lipitor Fluticasone propionate 6 5 6 17092025 4 7 NFSI Selectfluor Agentes de fluoração flúor eletrofílico 8 ααααHalogenação fluoração 7 8 17092025 5 9 ααααHalogenação cloração Nclorosuccinimida NCS Regiosseletividade de enolatos Formação de enolatos LDA 78C THF Me3SiCl 1 99 Et3N 130C Me3SiCl 12 1 10 9 10 17092025 6 11 Controle cinético x termodinâmico 12 Outras bases não nucleofílicas 11 12 28082025 1 1 Reações de adição nucleofílica em aldeídos e cetonas AULA 3 29082025 2 Nucleófilos nitrogenados Adição de hidroxilamina Formação de oximas Influência do pH Sais de amônio 1 2 Starting material reservoir Column heater containing A26 resin Temperature controller Product collector Dual pump K22 28082025 2 3 Rearranjo de Beckmann εCaprolactama 5 milhões tonano Nylon 6 4 Hidrazonas Caracterização de compostos carbonilados Reagente Brady 3 4 28082025 3 5 6 Formação de enaminas 5 6 28082025 4 7 Reações de aldeídos e cetonas com fosforanas Reação de Wittig Preparação de alcenos 8 Organic Chemistry J Clayden et al P O Ph Ph PhPh Ligação PO forte Subproduto óxido de fosfina Alceno 65 Sal fosfônio Próton ácido Ilídeo Fosforana 7 8 28082025 5 9 Reações de aldeídos e cetonas com cianeto Obtenção de cianohidrinas HCN 10 O OH HO HO OH O CN Glucosídeo encontrado na mandiocabrava HO CN O HCN 50 mg100g O OH HO HO OH OH Substâncias cianogênicas 9 10 28082025 6 Cianohidrinas como intermediários na preparação de hidroxiácidos aminoálcoois 11 12 Reações de aldeídos e cetonas com peroxiácidos Oxidação de BaeyerVilliger Éster Aldeídocetona Poliéster 11 12 28082025 7 13 Organic Chemistry J Clayden et al 14 13 14 28082025 8 Oxidação de BaeyerVilliger Biocatalisada 15 BaeyerVilliger monooxigenase ou BVMO cofactors NADPH 16 O E Nu R H B Derivados carbonilados Centros reativos 15 16 28082025 9 17 pKa de Hααααcarbonila Organic Chemistry Clayden 18 Enolatos como nucleófilos Condensação aldólica Halogenação posição alfa O H B O OH R R1 O R1 R H OH O R1 O R R1 O R 17 18 28082025 10 19 Formação de enolatos Organic Chemistry Solomons et al 20 Condensação aldólica 19 20 28082025 11 21 Condensação aldólica cruzada Produtos de autocondensação Produtos de condensação cruzada Como ter seletividade 22 Reação do halofórmio 21 22 28082025 12 23 Reação do halofórmio 24 Teste do iodofórmio Identificação de metilcetonas CHI3 é insolúvel em água 23 24 28082025 13 25 αhalogenação catalisada por ácido 25