Desafios

6.55 − Sob condições básicas (o MeO é catalítico em MeOH), a substância 1 sofre rearranjo através da sequência mecanística mostrada a seguir para um isômero tipo propelano, 5 (J. Am. Chem. Soc − . 2012 , 134 , 17877–17880) . Observa-se que o MeO é catalítico pelo fato de que é consumido na primeira etapa do mecanismo e regenerado na etapa final. Represente as setas curvas consistentes com cada etapa do mecanismo e a estrutura de ressonância de 2 que é o maior contribuinte para o híbrido de ressonância.

6.56 A substância 1 foi preparada e estudada na investigação de um novo tipo de mecanismo de eliminação intramolecular (J. Org. Chem. 2007, 72, 793-798). O caminho reacional mecanístico proposto para esta transformação é apresentado a seguir. Complete o mecanismo através da representação de setas curvas consistentes com a mudança de ligação em cada etapa.

6.57 Indolizomicina é um potente agente antibiótico produzido por um micro-organismo chamado SK2-52. De particular interesse é o fato do SK2-52 ser um micro-organismo mutante que foi criado em laboratório a partir de duas cepas diferentes de Streptomyces teryimanensis e Streptomyces grisline, nenhuma das quais produz antibióticos. Isso levanta a possibilidade de utilização de micro-organismos mutantes como fábricas para a produção de novas estruturas com uma variedade de propriedades medicinais. Durante a síntese de S. J. Danishefsky da indolizomicina racêmica, a substância 1 foi tratada com trifenilfosfina (PPh ) para se obter a substância 2 (J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 2003–2005). A reação 3

entre 2 e 3 produziu então a substância 4. Acredita-se que estes processos prosseguem através dos intermediários vistos a seguir. Complete o mecanismo através da representação de todas as setas curvas e identifique o padrão de setas curvas utilizado em cada etapa.

6.58 A sequência vista a seguir foi utilizada em uma síntese biossinteticamente inspirada da preussomerina, um agente antifúngico isolado de um fungo coprófilo (que ama esterco) (Org. Lett. 1999, 1, 3-5):

(a) Represente as setas curvas para cada etapa do mecanismo. (b) Inclua uma explicação para a estereoquímica observada.

6.59 Este capítulo centralizou a atenção nos mecanismos de reações iônicas, que representam a maioria das reações apresentadas ao longo deste livro. No Capítulo 17, do Volume 2, vamos explorar outra classe de reações, chamadas de reações pericíclicas, para as quais as mudanças na ligação podem ser descritas por elétrons que se movem de forma concertada dentro de um ciclo fechado. Por exemplo, na presença de uma enzima, corismato (1) sofre rearranjo através de uma reação pericíclica produzindo a substância 2; esta é uma etapa importante na bios-síntese de vários aminoácidos que ocorrem naturalmente. Na ausência da enzima, uma conformação diferente do corismato (1a) pode sofrer uma reação pericíclica formando as espécies 3 e 4 (J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12957–12964). O mecanismo para cada uma dessas reações pericíclicas envolve três setas curvas, que representam o movimento de seis elétrons em um ciclo.

(a) Elabore um mecanismo concertado para a conversão de 1 : 2.

(b) Descreva a mudança conformacional de 1 : 1a.

(c) Elabore um mecanismo concertado para a conversão de 1a : 3 + 4.

6.60 (+)-Aureol é um produto natural que mostra atividade anticancerígena seletiva contra certos tipos de câncer de pulmão e câncer de cólon. Acredita-se que uma etapa decisiva na biossíntese do (+)-aureol (como a natureza produz a molécula) envolve a conversão do carbocátion A no carbocátion B (Org. Lett. 2012, 14, 4710–4713). Proponha um mecanismo possível para esta transformação e explique o resultado estereoquímico observado.

6.61 Estricnina (6), um veneno famoso isolado a partir de árvores do gênero Strychnos, é vulgarmente utilizada como um pesticida, no tratamento de infestações de roedores. A estrutura sofisticada da estricnina, elucidada pela primeira vez em 1946, serviu como uma meta tentadora para os químicos orgânicos sintéticos. A primeira síntese de estricnina foi realizada por R. B. Woodward (Harvard Univ.) em 1954 (J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 4749–4751). Na última etapa da síntese de Woodward, 1 foi convertido em 6 através dos intermediários 2-5, conforme é mostrado a seguir:

(a) Represente todas as setas curvas que mostram toda a transformação de 1 a 6 e

identifique toda a sequência de padrões de setas curvas.

(b) Para a etapa em que 4 é transformada em 5, identifique o centro nucleofílico e o centro

eletrofílico e use estruturas de ressonância para justificar por que a última substância é deficiente em elétrons.

(c) A conversão de 4 em 5 envolve a criação de um novo centro de quiralidade. Determine

sua configuração e explique por que a outra configuração possível não é observada.

6.62 Há muitos exemplos de rearranjos de carbocátions que não podem ser classificados como um deslocamento de metila ou um deslocamento de hidreto. Por exemplo, considere o rearranjo visto a seguir que foi utilizado na síntese do isocomeno, uma substância tricíclica isolada a partir da planta perene Isocoma wrightil (J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 7130–7131):

(a) Identifique o átomo de carbono que está migrando e elabore um mecanismo para esse

rearranjo de carbocátion.

(b) Este processo gera um novo centro de quiralidade, mas apenas uma configuração é

observada. Isto é, o processo é chamado de diastereosseletivo, porque apenas um dos dois possíveis carbocátions diastereoméricos é formado. Represente o carbocátion diastereomérico que não é formado, e forneça uma razão para o fato de ele não ser formado. (Sugestão: Talvez seja útil você construir um modelo da molécula.)

(c) Neste caso, um carbocátion terciário sofre rearranjo para dar um carbocátion terciário

diferente. Sugira uma força motriz para este processo (explique por que este processo é favorável).

6.63 A substância 1 é submetida a uma eliminação térmica de nitrogênio a 250°C para formar a nitrila 4 (Org. Lett. 1999, 1, 537–539). Um mecanismo proposto (posteriormente refutado) para esta transformação envolve os intermediários 2 e 3:

(a) Represente setas curvas que mostrem a conversão de 2 para 3.

(b) Para determinar se o mecanismo proposto é (ou não) válido, um dos átomos de

nitrogênio foi marcado isotopicamente com 15N, e a sua localização no produto foi determinada. A ausência de 4b na mistura de produtos demonstra que o mecanismo proposto não é válido. Usando estruturas de ressonância explique por que o mecanismo proposto prevê que 4b deve ser formado.

6.64 Na presença de um ácido de Lewis, a substância 1 sofre rearranjo, via o intermediário 2, para formar a substância 3 (Org. Lett. 2005, 7, 515–517):

(a) Represente setas curvas mostrando como 1 é transformado em 2. Observe que o ácido

de Lewis foi deixado de fora por simplicidade.

(b) Represente setas curvas que mostram como 2 se transforma em 3. (Sugestão: Pode

ser útil voltar a representar 2 em uma conformação diferente.)

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