Concurso Público – UFSCAR - Campus Araras

Aula Didática - Química Orgânica

“Reagentes Organometálicos em Síntese Orgânica”

Candidata: Daiane Cristina Sass

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Reagentes Organometálicos – Definição –

Classificação

Reagentes Organometálicos em Síntese Orgânica

Organomagnésio

Organolítio

Organocupratos

Organozinco

Organopaládio

Conteúdos desta aula...

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Reagentes Organometálicos

Definição:“Compostos Organometálicos são compostos que apresentam pelo menos uma ligação simples carbono-metal".

Uma definição mais refinada:“Compostos organometálicos são compostos nos quais um grupo orgânico se encontra ligado, através de um carbono, a um átomo menos eletronegativo do que o carbono".

C Metal

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Reagentes Organometálicos

Classificação dos Compostos Organometálicos por Tipo de Ligação

- Compostos iônicos - ligação caráter iônico

Exemplos: Alcalinos e Alcalinos terrosos, Mg, Li,

-Compostos covalentes ()

Exemplo: Metais do bloco p - metais deficiente de elétrons (

-Compostos covalentes e π – metais do bloco d

Seguem a regra dos 16 ou dos 18 e-.

Exemplo: Metais como Fe, Pd, Co, etc.

+ -Li – CH3

B

Fe

CO

CO

CO

CO

CO

Ferropentacarbonila

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- Organomagnésio - Reagente de Grignard (R-MgX)

- Organolítio (R-Li)

- Organocupratos

- Organozinco

+ -Li – CH2CH3

Fontes de carbono nucleofílico

Reagentes Organometálicos em Síntese Orgânica

Reagentes Organometálicos em Síntese Orgânica

Utilizados principalmente para realizar formação de ligação C-C

1 – Reação de Substituição Nucleofílica no carbono sp3

2 – Reação de Adição Nucleofílica em Carbono Carbonílico

3 – Substituição Nucleofílica em Carbono Carbonílico

Nu C LG CNu

O

Nu

OHNu

LG

O

Nu

LG

O

Nu Nu

O

LG - Bom grupo de saída

+ -Li – CH2CH3

-

-

5

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Preparação - Reagente de Grignard e Organolítio

Mgéter dietilico ou

THF

CH2=CHBr CH2=CHMgBr

Br 2Lihexano

Li

2Lihexano

CH3CH2CH2Br

LiBr

CH3CH2CH2Li LiBr

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Substituição Nucleofílica no Carbono sp3

Substituição nucleofílica em haleto de alquila (Acoplamento)

Haletos reativos: CH3I, brometo benzílico ou alílico.

Haletos menos reativos: Metais de transição

CH3CH2CH2Li

CH2BrTHF

CH2CH2CH3CH3CH2MgBr

CH3ITHF

CH3CH2CH2CH3 Reação de Wurtz

R'MgXTHF

R'MgX

BrBr

R' MgBrX

Exemplos:

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Substituição Nucleofílica no Carbono sp3 Reação com Epóxido (Abertura de Epóxido)

Reagentes organometálicos de Mg e Li reagem com epóxido formando álcoois.

Epóxido – dois carbonos eletrofílicos

O

R'MgX

OR'MgX

THF

OMgX

R'

H3O+

OH

R'

Epóxido – dois carbonos eletrofílicos

O organometálico ataca o carbono menos substituído. Exemplos:

Substituição Nucleofílica no Carbono sp3

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Reações de Adição em Cetonas e Aldeídos

Aldeídos – Álcoois Secundários Cetonas – Álcoois Terciários

Aldeídos mais reativo que cetonas

Exemplo:

THF

THFH

O HHO

OHO

Li

MgBr

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Estereosseletividade nas Reações de Adição em Cetonas e Aldeídos

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Estereosseletividade nas Reações de Adição em Cetonas e Aldeídos

Presença de átomo eletronegativo em - carbonila

O

R2

M

Cl

H

R1

Quelação

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Reação com derivados de Ácidos CarboxílicosDerivados de Ácidos

O

Cl THFMgBr

HO

O

OCH3CH3Li

THF

OH

Exemplos:

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Reação com Ácidos Carboxílicos

Ácidos Carboxílicos não reagem com RMgBr – forma sal

Organolítio (CH3Li) reage bem com Ácido Carboxílico.

Preparação de Metil-Cetona

O Grupo de saída não é O-2, mas sim LiO- ou Li2O melhores grupos de saída

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Organolítio – BasicidadeOrganolítios são bases mais fortes do que o reagente de Grignard

Organolítio remove hidrogênio carbonila para forma enolato

Ocorre para organolítio estericamente impedidos

O

H

Ácido

BuLi

O

H

BuLi

OLi

Enolatode Lítio

Hidrogênio de alcinos – bastante ácido – Removido por organolítio

HBuLiTHF

H BuLi Li

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OrganocupratosDialquilcupratos de lítio e magnésio.

Preparação: Haleto de cobre e alquillítio ou magnésio

2CH3LI CuI (CH3)2CuLi LiI

Nucleófilos moles – maior reatividade em adição conjugada (Adição 1,4)

do que adição direta em uma enona.

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Organocupratos

OLi

R

O

R2CuLi E

O

R

E

Me3SiCl

OSiMe3

R

Tandem 1,4 – Adição – Trapeamento de enolato

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Tandem 1,4 – seguido de C-alquilação

Enolato formado in situ pode ser capturado por um haleto de alquila ou

por uma carbonila.

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Organocupratos

Substituição em haleto de alquila

Reação pode ser via SN2 ou através de uma adição oxidativa

seguida de eliminação redutiva

Me2CuLi C X

H

HC X

H

H

Me2CuLi

SN2C H

H

Me

Me2CuLi C X

H

HAdição Oxidativa

C HCuX

H

Eliminação Redutiva C HH

Me

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Organozinco

Reagente organometálico mais fraco que lítio e magnésio

Reação de Reformatsky – Condensaçãoenolato de organozinco de éster com uma cetona ou aldeído

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Organopaladio

Utilizada em muitas reações orgânicas – principalmente para a

formação de ligação C-C.

Química do paládio – Dois estados de oxidação Pd (0) e Pd (II)

Quando o organometálico é rico em elétrons Pd(0), ex. Pd(Ph3)4

adição oxidativa.

Reação de Heck

A reação de Heck consiste na arilação ou alquenilação de alquenos

catalisada porcomplexo de Pd(0).

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Reação de Heck – 3 etapas

ii) Inserção migratória

Reação de Heck – 3 etapas

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Pd(PPh3)4

(CH3CH2)3N

Pd(PPh3)4

(CH3CH2)3N

CCH3

Br

O

CH2 CH2+

CCH3

CH

O

CH2

OTf

CH3O+

CH3O

Reação de Heck – 3 etapas

Reação de Acoplamento Cruzado

Acoplamento catalisado por complexo de paládio de reações que

envolve organometálicos com halogenetos ou triflatos.

Acoplamento de Stille – Organometálico de estanho.

Mecanismo

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Reação de Stille

Br

CHSn(CH2CH2CH2CH3)3H2C+

OTfSn(CH2CH2CH2CH3)4+

CH2CH2CH2CH3

Pd(Ph3)4

THF

THF

Pd(Ph3)4

CH CH2

Reação de Acoplamento Cruzado

Acoplamento de Suzuki – Organoborana – Mecanismo semelhante ao Stille

BrH3C OB

O

HCCH3CH+

H3C CH CHCH3Pd(PPh3)4

NaOH

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Por hoje é só...