Reacoes de Adicao Nucleofilica Aldeidos e Cetonas - Quimica Organica

Aldeídos e Cetonas Reações de Adição Nucleofílica 1 QUI02015 Química Orgânica IIB 20241 Turma D Professor Adriano Lisboa Monteiro Em função do nucleófilo as adições nucleofílicas a aldeídos e cetonas têm duas variações gerais Adição nucleofílica de aminas Aminas primarias formação de imina Aminas secundárias formação de enamina ene amina Uma cetona ou um aldeído Uma imina Uma enamina As iminas são particularmente comuns como intermediárias em diver sas rotas biológicas onde geralmente são chamadas de bases de Schiff O aminoácido alanina por exemplo é metabolizado no corpo pela reação com o aldeído fosfato piridoxal PLP um derivado da vitamina B6 para formar uma base de Schiff que depois é degradada Fosfato de piridoxal Alanina Uma imina base de Schiff Oxima Ciclohexanona Hidroxilamina Oxima ciclohexanona pf 90 C 24dinitrofenil hidrazona Acetona 24dinitrofenil hidrazina Acetona 24dinitrofenil hidrazona pf 126 ºC H2O Se for usada uma amina secundária não ocorre a etapa 5 Enamina Um pH de 45 representa um compromisso entre a ne cessidade de ácido para catalisar a etapa da desidratação que é limitante da velocidade mas não muito ácido de modo a evitar a protonação completa da amina Cada reação de adição nucleofílica tem as suas próprias exigências e as condições da reação devem ser otimizadas para se obter as velocidades de reação máximas 3pentanona CH3CH2 C CH2CH3 O CH3NH2 Uma imina H2O CH3NCH3H Uma enamina H2O Adição nucleofílica de hidrazina reação de WolffKishner R C R H2NNH2 1 2 3 4 5 Adição nucleofílica de álcoois formação de acetais A formação de acetais é similar à reação de hidratação Como a água os álcoois são nucleófilos fracos que se adicionam a aldeídos e a cetonas lentamente sob condições neutras Entretanto sob condições ácidas a reatividade do grupo carbonila é aumentada pela protonação e a adição de um álcool ocorre rapidamente 1 2 Hemiacetal 3 4 5 6 7 Acetal CH3CCH2CH2COCH2CH3 CH3CCH2CH2CH2OH 4oxopentanoato de etila 5hidroxi2pentanona Uso de acetal como grupo protetor 4Oxopentanoato de etila Catalisador ácido H2O 1 LiAlH4 2 H3O Não pode ser feito diretamente 5hidroxi2pentanona Os grupos acetal e hemiacetal são em particular comuns na química dos carboidratos A glicose por exemplo é um polihidroxialdeído que sofre uma reação de adição nucleofílica interna e existe de maneira primária como um hemiacetal cíclico The Nobel Prize in Chemistry 1979 The Nobel Prize in Chemistry 1979 was awarded jointly to Herbert C Brown and Georg Wittig for their development of the use of boron and phosphorus containing compounds respectively into important reagents in organic synthesis Herbert C Brown Born 22 May 1912 London United Kingdom Died 19 December 2004 Lafayette IN USA Affiliation at the time of the award Purdue University West Lafayette IN USA Prize share 12 Georg Wittig Born 16 June 1897 Berlin Germany Died 26 August 1987 Heidelberg West Germany now Germany Affiliation at the time of the award University of Heidelberg Heidelberg Federal Republic of Germany Prize share 12 Adição nucleofílica de ilidas de fósforo Reação de Wittig As ilidas de fósforo necessárias para a reação de Wittig são facilmente preparadas pela reação SN2 de haletos de alquila primários e alguns secundários com trifenilfosfina PPh3 seguida por tratamento com base forte A etapa de adição inicial parece ocorrer por diferentes rotas dependendo da estrutura dos reagentes e as condições experimentais exatas Formação direta cicloadição Ciclohexanona 1 CH3MgBr 2 POCl3 C6H53PCH2 solvente THF 1metilciclohexeno Metilenociclohexano razão de 91 Metilenociclohexano 84 C6H53PO As reações de Wittig são usadas comercialmente na síntese de numerosos agentes farmacêuticos Por exemplo a a BASF prepara a vitamina A por meio da reação de Wittig Reduções biológicas O intermediário tetraédrico formado pela adição de um nucleófilo a um aldeído ou a uma cetonapossui apenas substituintes alquila ou hidrogênio e assim não pode normalmente expelir um grupo abandonador Entretanto uma exceção a essa regra é a reação de Cannizzaro descoberta em 1853 Reação de Canizarro 1853 Intermediário tetraédrico Ácido benzoico oxidado Álcool benzílico reduzido A reação de Cannizzaro raramente é usada hoje mas é interessante em termos de mecanismo porque é uma analogia laboratorial simples para a rota biológica primária por meio da qual as reduções de carbonila ocorrem nos organismos O NADH dinucleotídeo de adenina e nicotinamida reduzido doa H para os aldeídos e as cetonas e portanto os reduz da mesma forma que o intermediário alcóxido tetraédrico o faz em uma reação de Cannizzaro Como exemplo o piruvato é convertido durante a atividade muscular intensa em Slactato uma reação catalisada pela lactato desidrogenase Piruvato NADH Slactato NAD