Formação de enolatos

Adição Aldólica Condensação Aldólica

Adição conjugada: Reação de Michael

Alquilação de enolatos

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

ACIDEZ DOS HIDROGÊNIOS DOS COMPOSTOS CARBONÍLICOS

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Hidrogênios são ácidos

Hidrogênios não são ácidos

Porque está diferença de acidez nos prótons e ??

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Equilíbrio ceto-enólico - Tautomerismo

Porque o equilíbrio favorece a forma ceto??

O equilíbrio favorece a forma ceto, pois a ligação

C=O é mais forte que a ligação C=C

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Equilíbrio ceto-enólico - Tautomerismo

Fator de estabilização : conjugação e ligação hidrogênio intramolecular

Enolização pode ocorrer através da catálise básica ou ácida.

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Tautomerização catalisada por ácido

O grupo carbonila é

protonado para formar

um cátion estabilizado

por ressonância

O intermediário

catiônico é

desprotonado

para dar o enol

Enolização pode ocorrer através da catálise básica ou ácida.

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Tautomerização catalisada por base

A posição é

desprotonada para

formar o ânion

estabilizado por

ressonância

O Intermediário aniônico

(enolato) é protonado

para dar o enol

HA + H2O H3O+ + A

−

Ka = [HA]

][A ]O[H3

CONSTANTE DE ACIDEZ: Ka

MAIOR valor de Ka = ÁCIDO FORTE

MENOR valor de Ka = ÁCIDO FRACO

Se Ka > 10 – ácido completamente

dissociado em água

pKa = -log Ka maior pKa - mais

fraco será o ácido

Enolatos por desprotonação – Estabilização - FORÇA DE ÁCIDOS

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Enolatos por desprotonação - FORÇA DE ÁCIDOS

F. G. Bordwell, Acc. Chem. Res., 21, 456 (1988).

Valores de pKa de alguns compostos carbonílicos e algumas bases

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Valores de pKa de alguns compostos carbonílicos

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Alguns valores de pKas importantes

Bases com pKa mais apropriada para fazer a desprotonação

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Outras bases utilizada para desprotonação

Tetrametilpiperidina de litioBis trimetilsil amideto de lítiocicloexil isopropil amideto de lítio

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Formação Regiosseletiva de enolatos

Controle cinético e termodinâmico

Considerando a cetona não simétrica. Há dois sítios de abstração do próton, podendo formar dois

enolatos. Portanto é importante controlar o sitio de formação do enolato.

Quais as condições para está seleção????

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Formação do enolato envolve a reação ácido-base. A posição do equilíbrio é controlada por

uma variedade de fatores.

Solvente

Base

Cátion (contra-íon)

Temperatura

Formação Regiosseletiva de enolatos

Controle cinético e termodinâmico

Condições cinéticas

Bases fortes não nucleofilica (pKa >35), exemplo

LDA

Bases volumosas;

Baixas temperaturas (-78ºC)

Solventes apróticos – para não protonar o enolato

formado.

Condições termodinâmica

Enolato é favorecidos em condições de

equilíbrio;

Bases fortes (pKa próximo de partida –

t-buo-; EtO- ou outros alcóxidos)

Temperatura ambiente ou maiores.

Solventes próticos,

Excesso de cetona

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

cinético termodinâmico

Formação cinética de enolato

Formação termodinâmica de enolato

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Controle cinético e termodinâmico

Formação enolato cinético Formação enolato termodinâmico

Solvente aprótico, ex. THF, Et2O; DME, DNSO Solvente prótico. Ex. ROH, o qual tem próton

levemente mais ácido que o enolato.

Base forte, ex. LDA Bases mais fracas, RO-, MH

Cátions ex. Li+ --

Baixa temperatura , ex. -78ºC Temperatura maiores

Sem excesso da cetona Excesso da cetona

Condições supera o equilíbrio e garante que a reação

é irreversível.

Condições garantem a reversibilidade da reação.

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

O tautômero ceto é eletrofílico e reage com nucleófilo – Adição a carbonila

O enol tautômero é nucleófilo e reage com eletrófilo. Enóis são ambidentados.

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Reações envolvidas

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Reações de substituição no carbono

Halogenação

Alquilação

Reação de enóis - Halogenação

Catálise ácida:

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Reação de enóis - Halogenação

Ácido de Lewis também podem ser utilizados – catálise ácida

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Halogenação – Catálise básica – Reação de Halofórmio

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Halogenação em meio ácido

A bromação de cetonas assimétricas em meio ácido ocorrerá no carbono mais substituído devido a

formação do enol mais estável.

Na catálise básica - menos substituído devido ao maior número de hidrogênios ácidos

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Reação de enolato - Nucleófilo ambidentado

Enolatos são nucleófilos ambidentados e pode reagir o oxigênio ou o carbono:

eletrófilos SOFT tendem a reagir no carbono ( centro mole).

eletrófilos HARD tendem a reagir no oxigênio (centro duro)

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Eletrófilo duro reage no oxigênio

Eletrófilo mole reage no carbono

O-Alquila - favorecida com

sulfato de alquila e sulfonato de

alquila em solventes apróticos.

C-alquilação - favorecida haletos

de alquila e com solventes

menos polar ou prótico.

Alquilação de enolatos – Mecanismo SN2

Escolha do eletrófilo

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Solventes na Alquilação de enolatos Solventes ApróticosSolventes próticos

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Alquilação de enolatos - ExemplosEstereoquímica

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Alquilação de cetonas não simétricas

Uma cetona assimétrica pode ser alquilada regiosseletivamente para produzir um produto principal

Enolato cinético

Enolato termodinâmico

Formação de ligação carbono-carbono – A química de enolatos

Análogos de enóis/enolatos - ânions enaminas e iminas

Exercícios

1. Desenhe o mecanismo para a catálise ácida na conversão da cicloexanona no seu tautômero enol

2. Qual o próton nas moléculas seguintes é mais ácido, desenhe sua base conjugada.

3. Coloque em ordem crescente de acidez os CH2 indicados e explique a sua escolha.

Exercícios

5. Qual o maior enolato formado em cada reação.

4. Qual enolato é formado quando a cetona é tratada com LDA em THF? Qual enolato é formado

quando essas mesmas cetonas são tratadas com NaOCH3 em CH3OH.

6. Explique cada observação (a) quando (2R)-2-metilcicloexanona é tratada com NaOH em H2O,

uma solução opticamente ativa perde sua atividade ótica. (B) quando (3R)-3-metilcicloexanona é

tratada com LDA em THF a solução mantém-se opticamente ativa.

Exercícios

7. Desenhe os produtos de cada reação, com seus respectivos mecanismos. Assumir que

excesso de halogênio está presente.

8. Identificar os reagentes que você poderia usar na seguinte transformação.

Exercícios

9. Para cada uma das seguintes reações, predizer o maior produto e propor um mecanismo de

reação.

10. Qual produto é formado quando cada composto é tratado primeiro com LDA em THF a -78ºC,

seguido de CH3CH2I.

Exercícios

11. Como a 2-pentanona pode ser convertida em cada um dos compostos abaixo.

12. Identificar os intermediários A-C na síntese do heterociclo de 5 membros.