Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)

David Klein · Capítulo 290 de 302

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Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)

14.9 Epoxidação Enantiosseletiva

prescrever carbamazepina para um paciente, potenciais interações de fármacos têm que ser

levadas em conta. Esse é um exemplo de um fator importante que os médicos têm que

considerar — especi camente, o efeito

 

14.9 Epoxidação Enantiosseletiva

 

Quando o epóxido que está se formando é quiral, ambos os métodos

anteriores irão proporcionar uma mistura racêmica.

 

Isto é, os dois enantiômeros são formados em quantidades iguais, pois o

epóxido pode ser formado em cada uma das faces do alqueno com a mesma

probabilidade.

para preparar epóxidos serão ineficientes, pois metade do produto não pode

ser utilizado e tem de ser separado do produto desejado. Para favorecer a

formação de apenas um enantiômero, temos de alguma forma favorecer a

epoxidação em uma face do alqueno. K. Barry Sharpless, atualmente no

Scripps Research Institute, imaginou que isso podia ser realizado com um

catalisador quiral. Ele concluiu que um catalisador quiral podia, em teoria,

criar um ambiente quiral que favoreceria a epoxidação em uma face do

alqueno. Especificamente, um catalisador quiral pode diminuir a energia de

ativação para a formação de um enantiômero muito mais do que para o

outro enantiômero (Figura 14.2). Desse modo, um catalisador quiral

favorece a produção de um enantiômero sobre o outro, levando a um

excesso enantiomérico (ee). Sharpless conseguiu desenvolver tal catalisador

para a epoxidação enantiosseletiva de álcoois alílicos. Um álcool alílico é

um alqueno em que um grupo hidroxila está ligado a uma posição alílica.

Lembre-se de que a posição alílica é a posição ao lado de uma ligação

C=C.

FIGURA 14.2

Um diagrama de energia que apresenta o efeito de um catalisador quiral. A formação de um enantiômero é mais efetivamente catalisada do que do outro enantiômero.

 

O catalisador de Sharpless é constituído de tetraisopropóxido de titânio e

um enantiômero de tartarato de dietila (DET).

O tetraisopropóxido de titânio forma um complexo quiral com o (+)-DET

ou com o (−)-DET, e este complexo atua como catalisador quiral. Na

presença desse catalisador, um agente oxidante, tal como o terc-butil-

hidroperóxido (ROOH, em que R = terc-butila), pode ser utilizado para

converter o alqueno em um epóxido. O resultado estereoquímico da reação

depende de se o catalisador quiral foi formado com (+)-DET ou (−)-DET.

Ambos os enantiômeros de DET são facilmente disponíveis, e qualquer um

deles pode ser utilizado. Escolhendo entre (+)-DET ou (−)-DET, é possível

controlar que enantiômero é obtido.

 

Esse processo é altamente enantiosseletivo e é extremamente bem-sucedido

para uma ampla variedade de álcoois alílicos. A dupla ligação no material de partida pode ser mono-, di-, tri- ou tetrassubstituída. Este processo é

extremamente útil para a química orgânica sintética experimental porque

permite a introdução de um centro de quiralidade com enantiosseletividade.

Desde o trabalho pioneiro de Sharpless no campo da epoxidação

enantiosseletiva, muito mais reagentes foram desenvolvidos para a

epoxidação assimétrica de outros alquenos que não requerem a presença de

um grupo hidroxila alílico. Sharpless foi fundamental para a abertura de

uma porta importante e foi um dos ganhadores do Prêmio Nobel de Química

em 2001 (os outros ganhadores foram Knowles e Noyori, que utilizaram um

raciocínio semelhante para desenvolver catalisadores quirais para reações de

hidrogenação assimétrica, como foi discutido na Seção 9.7).

Para prever o produto de uma epoxidação assimétrica de Sharpless,

orientamos a molécula de modo que o grupo hidroxila alílico aparece no

canto superior direito (Figura 14.3). Quando posicionado dessa forma, o

(+)-DET propicia a formação do epóxido acima do plano e o (−)-DET a

formação do epóxido abaixo do plano.

 

FIGURA 14.3

Um método para prever o resultado de uma epoxidação de Sharpless.