9.13 Estratégias de Síntese

9.38 Determine se a di-hidroxilação sin do trans-2-buteno fornece os mesmos produtos que a di-

hidroxilação anti do cis-2-buteno. Represente os produtos em cada caso e compare-os.

 

9.39 Uma substância A tem fórmula molecular C5H10. A reação de hidroboração-oxidação da

substância A produz um par de enantiômeros, as substâncias B e C. Quando tratada com HBr, a

substância A é convertida na substância D, que é um brometo de alquila terciário. Quando tratada com

O3 seguido de DMS, a substância A é convertida nas substâncias E e F. A substância E tem três átomos

de carbono, enquanto a substância F tem apenas dois átomos de carbono. Identi que a estrutura das

substâncias A, B, C, D, E e F.

 

é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver os Problemas 9.49, 9.50, 9.65, 9.73

 

9.13 Estratégias de Síntese

De modo a começar a praticar problemas de síntese é necessário dominar todas

as reações estudadas até agora. Começaremos com problemas de síntese de uma

única etapa e então passaremos para problemas de várias etapas.

 

Sínteses de Uma Etapa

Até agora estudamos reações de substituição (S 1 e S 2), reações de eliminação N N (E1 e E2) e reações de adição de alquenos. Vamos rever rapidamente o que estas

reações podem fazer. Reações de substituição convertem um grupo em outro:

 

Reações de eliminação podem ser usadas para converter haletos de alquila e

álcoois em alquenos:

 

Reações de adição são caracterizadas pela adição de dois grupos à ligação dupla:

É essencial estar familiarizado com os reagentes utilizados em cada tipo de

 

reação de adição estudada neste capítulo.

 

DESENVOLVENDO A APRENDIZAGEM

 

9.10 PROPOSTA DE SÍNTESES DE UMA ETAPA

APRENDIZAGEM

Identi que os reagentes que você utilizaria para realizar a transformação vista a seguir:

 

ETAPA 1

Identi cação dos dois grupos adicionados à ligação dupla.

 

SOLUÇÃO

Resolveremos este problema usando as mesmas três questões desenvolvidas na seção anterior:

 

ETAPA 2

Identi cação da regiosseletividade.

 

1. Quais os dois grupos que são adicionados à ligação dupla? − H e OH.

2. Qual é a regiosseletividade? – Adição Markovnikov

3. Qual é a estereoespeci cidade? – Não é relevante (não são formados centros de quiralidade)

 

ETAPA 3

Identi cação da estereoespeci cidade.

Esta transformação requer reagentes que forneçam uma adição do tipo Markovnikov de H e OH. Isso

pode ser obtido de duas maneiras: Hidratação catalisada por ácido ou oximercuração-desmercuração.

A hidratação catalisada por ácido pode ser mais fácil neste caso uma vez que não há chance de

rearranjo de carbocátion:

 

ETAPA 4

Identi cação dos reagentes que permitem a realização dos detalhes descritos nas três primeiras

etapas.

 

Se o rearranjo fosse possível, então a reação de oximercuração-desmercuração seria a rota de síntese

preferida.

PRATICANDO

o que você aprendeu

 

9.40 Identi que os reagentes que você usaria para realizar as seguintes transformações:

APLICANDO

o que você aprendeu

 

9.41 Identi que que reagentes que você usaria para realizar as seguintes transformações:

(a) Conversão do 2-metil-2-buteno em um haleto de alquila secundário

(b) Conversão do 2-metil-2-buteno em um haleto de alquila terciário

(c) Conversão do cis-2-buteno em um diol meso

(d) Conversão do cis-2-buteno em dióis enantioméricos

 

é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver os Problemas 9.60,9.62, 9.70, 9.71

 

Mudando a Posição de um Grupo de Saída

Vamos agora ganhar um pouco de prática combinando as reações estudadas até

agora. Como um exemplo, considere a transformação vista a seguir:

 

O resultado final é a mudança de posição de um átomo de Br. Como

podemos realizar esse tipo de transformação? Este capítulo não mostrou um

método de uma etapa para mudar a posição de um átomo de bromo. Entretanto,

esta reação pode ser realizada em duas etapas: uma reação de eliminação seguida

de uma reação de adição:

 

Quando realizamos esta sequência de duas etapas, existem algumas questões

importantes a serem consideradas. Na primeira etapa (eliminação), o produto

pode ser o alqueno mais substituído (produto de Zaitsev) ou o menos substituído

(produto de Hofmann):

Observe que a escolha cuidadosa do reagente permite controlar o resultado

estereoquímico da reação, como vimos na Seção 8.7. Com uma base forte, tal

como metóxido de sódio (NaOMe) ou etóxido de sódio (NaOEt), o produto é o

alqueno mais substituído. Com uma base forte, estericamente impedida, como o

terc-butóxido de potássio (t-BuOK), o produto é o alqueno menos substituído.

Após formar a ligação dupla, o resultado regioquímico da próxima etapa (adição

de HBr) também pode ser controlado através dos reagentes utilizados. O HBr

fornece uma adição Markovnikov, enquanto HBr/ROOR fornece uma adição

anti-Markovnikov.

Ao mudar a posição de um grupo de saída, lembre-se de que o OH é um

péssimo grupo de saída. Vamos ver o que fazer quando lidamos com um grupo

OH. Como exemplo considere como podemos realizar a transformação vista a

seguir:

 

A nossa estratégia sugere as seguintes etapas:

 

Entretanto, esta reação apresenta um sério obstáculo, pois a primeira etapa é uma

reação de eliminação na qual o OH atuaria como o grupo de saída. É possível

protonar o grupo OH utilizando ácido concentrado, o que converte um grupo de

saída ruim em um excelente grupo de saída (veja a Seção 7.6). Entretanto, esta reação não pode ser utilizada aqui porque é um processo E1, que sempre fornece

o produto de Zaitsev e não o produto de Hofmann. O resultado regioquímico de

um processo E1 não pode ser controlado. O resultado regioquímico de um

processo E2 pode ser controlado, mas um processo E2 não pode ser utilizado

neste exemplo porque o OH é um grupo de saída ruim. Não é possível protonar

o grupo OH com um ácido forte e então utilizar uma base forte para realizar uma

reação E2, pois quando misturados, uma base forte e um ácido forte

simplesmente se neutralizam entre si. A questão permanece: Como um processo

E2 pode ser executado quando o grupo de saída desejado é um grupo OH?

No Capítulo 7, exploramos um método que permitiria um processo E2 neste

exemplo, o qual mantém controle sobre o resultado estereoquímico. O grupo OH

pode ser primeiro convertido em um tosilato, que é um grupo de saída muito

melhor que o OH (para uma revisão sobre tosilatos veja a Seção 7.8). Após o

grupo OH ser convertido em um tosilato, a estratégia apresentada anteriormente

pode ser levada a cabo. Especificamente, uma base forte, estericamente

impedida, é utilizada na reação de eliminação, seguida de uma adição anti-

Markovkikov de H—OH:

 

DESENVOLVENDO A APRENDIZAGEM

 

9.11 MUDANÇA DA POSIÇÃO DE UM GRUPO DE SAÍDA

APRENDIZAGEM

Identi que os reagentes que você utilizaria para realizar a transformação vista a seguir:

SOLUÇÃO

 

Este problema mostra que o átomo de bromo está mudando de posição. Isso pode ser realizado com

um processo em duas etapas: (1) eliminação para formar uma ligação dupla seguida da (2) adição a

ligação dupla:

 

ETAPA 1

Controle do resultado regioquímico da eliminação pela escolha apropriada da base.

 

Deve-se tomar cuidado em controlar o resultado regioquímico em cada uma dessas etapas. Na etapa

de eliminação deseja-se o produto com a ligação dupla menos substituído (isto é, o produto de

Hofmann) e, portanto, uma base estericamente impedida tem que ser utilizada. Na etapa de adição, o

átomo de bromo tem que ser posicionado no carbono menos substituído (adição anti-Markovnikov) e,

portanto, temos que utilizar HBr com peróxidos. Assim, temos a seguinte síntese global:

 

ETAPA 2

Controle do resultado regioquímico da adição pela escolha apropriada dos reagentes.

 

PRATICANDO

o que você aprendeu

 

9.42 Identi que os reagentes que você usaria para realizar cada uma das seguintes transformações:

APLICANDO

o que você aprendeu

 

9.43 Identi que os reagentes que você usaria para realizar cada uma das seguintes transformações:

(a) Converter o brometo de terc-butila em um haleto de alquila primário

(b) Converter o 2-bromopropano em 1-bromopropano

 

9.44 Identi que os reagentes que você usaria para realizar a seguinte transformação:

 

é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver os Problemas 9.57,9.58b

 

Mudança da Posição de uma Ligação p

Na seção anterior, combinamos duas reações em uma estratégia sintética –

eliminamos e então adicionamos– o que nos permitiu mudar a posição de um

átomo de halogênio ou de um grupo hidroxila. Agora, vamos centralizar a nossa

atenção em outro tipo de estratégia – adicionamos e então eliminamos:

 

Esta sequência de duas etapas torna possível mudar a posição de uma ligação π.

Ao utilizar esta estratégia, a regiosseletividade de cada etapa pode ser cuidadosamente controlada. Na primeira etapa (adição), uma adição

Markovnikov é obtida utilizando-se HBr, enquanto uma adição anti-

Markovnikov é obtida utilizando-se HBr com peróxidos. Na segunda etapa

(eliminação), o produto de Zaitsev pode ser obtido utilizando-se uma base forte,

enquanto o produto de Hofmann pode ser obtido utilizando-se uma base forte e

estericamente impedida.

 

DESENVOLVENDO A APRENDIZAGEM

 

9.12 MUDANÇA DA POSIÇÃO DE UMA LIGAÇÃO π

APRENDIZAGEM

Identi que os reagentes que você usaria para realizar a transformação vista a seguir:

 

SOLUÇÃO

 

Este exemplo envolve a mudança de posição de uma ligação π. Não estudamos uma maneira de

realizar esta transformação em uma única etapa. Entretanto, podemos realizá-la em duas etapas –

adição seguida de eliminação:

 

ETAPA 1

Controle do resultado regioquímico da adição pela escolha apropriada dos reagentes.

 

ETAPA 2

Controle do resultado regioquímico da eliminação pela escolha apropriada da base.