Acetais, iminas e equilíbrios relacionados

Acetals: formation, hydrolysis and protection

• Follow alcohol capture of a cationic intermediateDraw alcohol attack and deprotonation in the closing stages of acetal formation.
• From an aldehyde to an acetalAdd two methanol molecules to an aldehyde and regenerate the acid catalyst.
• Recover a ketone from its acetalFollow both leaving alcohols and identify the water-derived carbonyl oxygen.
• A diol protects an aldehydeDistinguish intermolecular first capture from intramolecular second capture in a cyclic acetal.
• (Diethoxymethyl)benzene from benzaldehydeDraw the full acid-catalysed path from benzaldehyde through the hemiacetal and the oxocarbenium ion to (diethoxymethyl)benzene.
• 2,2-Dimethyl-1,3-dioxolane by acetal exchangeDraw TsOH-catalysed exchange of both methoxy groups of 2,2-dimethoxypropane for the oxygens of ethylene glycol via two oxocarbenium ions.
• Benzaldehyde from (dimethoxymethyl)benzeneDraw acid hydrolysis of (dimethoxymethyl)benzene: loss of methanol to an oxocarbenium ion, capture by water, and a second loss of methanol to benzaldehyde.
• 2-Methoxyoxane from 3,4-dihydro-2H-pyranDraw pyridinium protonation of 3,4-dihydro-2H-pyran at carbon to the oxocarbenium ion, capture by methanol and deprotonation to the THP ether 2-methoxyoxane.
• Acetaldehyde from methyl vinyl etherDraw protonation of methyl vinyl ether at the terminal carbon to an oxocarbenium ion, addition of water to a hemiacetal, and loss of methanol to acetaldehyde.
• 1,4-Dioxaspiro[4.5]decane from cyclohexanoneDraw TsOH-catalysed addition of ethylene glycol to cyclohexanone, loss of water to an oxocarbenium ion and ring closure by the second OH to the ethylene ketal.
• 2-Phenyl-1,3-dithiane from benzaldehydeDraw BF3 activation of benzaldehyde, addition of propane-1,3-dithiol, loss of the oxygen as HOBF3⁻ to a thionium ion, and ring closure to 2-phenyl-1,3-dithiane.

Imine, oxime and hydrazone formation

• Follow the nitrogen condensation stageDraw concerted lone-pair donation/water loss and distinguish iminium from imine.
• Make an imine from ammoniaAdd ammonia to an aldehyde, then lose water to form a C=N bond.
• Water releases an amine from an imineComplete imine hydrolysis and represent the acidic ammonium endpoint.
• A bifunctional nitrogen reagentUse the nitrogen end of hydroxylamine while preserving its N–O and O–H bonds.
• Keeping a nitrogen–nitrogen bond intactForm a hydrazone through nitrogen without treating hydrazine as an oxygen reagent.
• An aminoaldehyde closes its own ringForm a five-membered cyclic imine while distinguishing ring atoms from the expelled oxygen.
• Acetone azine from acetone and hydrazineDraw two successive condensations of hydrazine with two acetone molecules, each by addition, proton transfers and loss of water, to acetone azine.
• Acetone 2,4-dinitrophenylhydrazoneDraw addition of the terminal NH2 of 2,4-dinitrophenylhydrazine to acetone, proton transfers, loss of water and deprotonation to acetone 2,4-dinitrophenylhydrazone.
• (E)-N-Benzylideneaniline from benzaldehyde and anilineDraw addition of aniline to benzaldehyde, the proton transfers to the carbinolamine, acid-assisted loss of water to the iminium ion and deprotonation to (E)-N-benzylideneaniline.
• N-Methylcyclohexanimine from cyclohexanoneDraw addition of methylamine to cyclohexanone, proton transfers to the carbinolamine, loss of water to the iminium ion and deprotonation to N-methylcyclohexanimine.
• N-Methyl-C-phenylnitrone from benzaldehydeDraw addition of N-methylhydroxylamine to benzaldehyde, proton transfers, acid-assisted loss of water to an N-hydroxyiminium ion and deprotonation of N–OH to the nitrone.
• Cyclohexanone oxime from cyclohexanoneDraw addition of hydroxylamine nitrogen to cyclohexanone, proton transfers, acid-assisted loss of water and deprotonation to cyclohexanone oxime.
• N-Methylbenzylamine by reductive aminationDraw iminium formation from benzaldehyde and methylamine in a pH 5 buffer, then hydride transfer from NaBH3CN to give N-methylbenzylamine.
• Benzaldehyde from (E)-N-benzylideneanilineDraw acid hydrolysis of (E)-N-benzylideneaniline: N-protonation, water addition, proton transfers and expulsion of aniline to give benzaldehyde.
• Acetone semicarbazoneDraw addition of the hydrazine-type NH2 of semicarbazide to acetone, proton transfers, loss of water and deprotonation to acetone semicarbazone.

Imines, enamines and hemiacetals

• A secondary amine changes the condensation endpointChoose alpha-carbon deprotonation when the iminium nitrogen has no removable proton.
• Hydrolyzing an enamine carbon skeletonRelate carbon protonation to iminium hydrolysis and the secondary-ammonium endpoint.
• Enamine from acetone and N-methylcyclopentanamineDraw the acid-catalysed condensation of N-methylcyclopentanamine with acetone to the iminium ion and its deprotonation at the α-carbon to the enamine.
• Imine from acetone and cyclopentylamineDraw the acid-catalysed condensation of cyclopentylamine with acetone through the carbinolamine and iminium ion to N-cyclopentylpropan-2-imine.
• 5-Hydroxyhexan-2-one closes to a cyclic hemiacetalDraw the acid-catalysed attack of the hydroxyl group of 5-hydroxyhexan-2-one on its own ketone, forming the five-membered cyclic hemiacetal 2,5-dimethyloxolan-2-ol.
• N,N,N′,N′-Tetramethylmethanediamine from formaldehydeDraw addition of dimethylamine to formaldehyde, ammonium-catalysed proton transfers to the hemiaminal, loss of water to an iminium ion and capture by the second dimethylamine.
• 1-(Cyclohex-1-en-1-yl)pyrrolidine from cyclohexanoneDraw TsOH-catalysed addition of pyrrolidine to cyclohexanone, loss of water to the iminium ion and removal of an α-hydrogen to 1-(cyclohex-1-en-1-yl)pyrrolidine.
• 1-Ethoxyethanol from acetaldehyde and ethanolDraw acid activation of acetaldehyde, addition of ethanol to the protonated carbonyl and loss of the oxonium proton to give the hemiacetal 1-ethoxyethanol.

Acetais: formação, hidrólise e proteção

• Dioxolano seletivo para o aldeído a partir do 4-oxopentanalDesenhe a acetalização, catalisada por TsOH, do aldeído do 4-oxopentanal com um equivalente de etilenoglicol, sem alterar a cetona.
• Acetonídeo do meso-butano-2,3-diolDesenhe a formação, catalisada por TsOH, do acetonídeo a partir do meso-butano-2,3-diol e da acetona, preservando os dois estereocentros do diol, até o cis-2,2,4,5-tetrametil-1,3-dioxolano.
• 2,2-Dimetoxipropano a partir de acetona e metanolDesenhe a adição, catalisada por TsOH, de duas moléculas de metanol à acetona, com perda de água via íon oxocarbênio, até o 2,2-dimetoxipropano.
• 2-Fenil-1,3-dioxano a partir do benzaldeídoDesenhe a reação, catalisada por TsOH, do benzaldeído com propano-1,3-diol, passando pelo hemiacetal e pelo íon oxocarbênio, até o 2-fenil-1,3-dioxano.
• Acetofenona a partir de seu etilenocetalDesenhe a hidrólise, catalisada por ácido, do 2-metil-2-fenil-1,3-dioxolano: abertura do anel até um íon oxocarbênio, adição de água e perda de etilenoglicol até a acetofenona.
• Cetal de neopentilglicol da ciclo-hexanonaDesenhe a condensação da ciclo-hexanona com 2,2-dimetilpropano-1,3-diol, catalisada por TsOH, até o 3,3-dimetil-1,5-dioxaspiro[5.5]undecano, de seis membros.
• 1,4-Dioxaspiro[4.4]nonano a partir da ciclopentanonaDesenhe a proteção da ciclopentanona com etilenoglicol catalisada por TsOH: hemicetal, íon oxocarbênio e fechamento do anel até o 1,4-dioxaspiro[4.4]nonano.
• 2-Metoxioxolano a partir do 4-hidroxibutanalDesenhe o fechamento de anel do 4-hidroxibutanal catalisado por HCl até o hemiacetal cíclico e sua conversão, via um íon oxocarbênio cíclico, em 2-metoxioxolano.
• Éter MOM do ciclo-hexanol a partir do dimetoximetanoDesenhe a troca de acetal promovida por ácido em que o dimetoximetano perde metanol, gerando um cátion metoximetila que o ciclo-hexanol captura, formando o (metoximetoxi)ciclo-hexano.

Desdobramentos de oximas e hidrazonas

• 1-Metilciclo-hexeno pela reação de Bamford–StevensDesenhe a reação de Bamford–Stevens prótica da tosil-hidrazona da 2-metilciclo-hexanona, passando pelo diazocomposto, pelo carbocátion e por um deslocamento de hidreto até o 1-metilciclo-hexeno.
• Benzanilida pelo rearranjo de Beckmann da oxima da benzofenonaDesenhe a ativação da oxima da benzofenona por PCl5, a migração da fenila anti até o íon nitrílio e a captura de água e a tautomerização até a benzanilida.

Formação de iminas, oximas e hidrazonas

• 2-Metil-1-pirrolina a partir da 5-aminopentan-2-onaDesenhe a condensação intramolecular, catalisada por ácido, da 5-aminopentan-2-ona, passando pela carbinolamina cíclica, até o 5-metil-3,4-di-hidro-2H-pirrol.
• (E)-Imina a partir do 4-nitrobenzaldeído e da anilinaDesenhe a condensação não catalisada do 4-nitrobenzaldeído com anilina em etanol, passando pela carbinolamina, até a (E)-N-(4-nitrobenzilideno)anilina.
• (E)-Imina a partir da acetofenona e da benzilaminaDesenhe a condensação, catalisada por ácido, da acetofenona com benzilamina, passando pela carbinolamina e pelo íon imínio, até a (E)-N-benzil-1-feniletan-1-imina.
• N-Benzilciclopentanimina a partir da ciclopentanonaDesenhe a condensação, catalisada por ácido acético, da ciclopentanona com benzilamina, passando pela carbinolamina e pelo íon imínio, até a N-benzilciclopentanimina.
• N-terc-Butilimina do isobutiraldeídoDesenhe a condensação do 2-metilpropanal com terc-butilamina, sem adição de ácido, passando pela carbinolamina e pelo íon imínio, até a (E)-N-terc-butil-2-metilpropan-1-imina.
• (E)-Oxima da acetofenona a partir da acetofenonaDesenhe a adição de hidroxilamina à acetofenona, as transferências de próton e a perda de água que levam à (E)-oxima da acetofenona, com a OH anti ao grupo fenila.
• Fenil-hidrazona da ciclo-hexanona a partir da ciclo-hexanonaDesenhe a adição de fenil-hidrazina à ciclo-hexanona, catalisada por ácido acético, e a perda de água que gera a fenil-hidrazona da ciclo-hexanona.
• Tosil-hidrazona da ciclo-hexanona a partir da ciclo-hexanonaDesenhe a adição catalisada por ácido da p-toluenossulfonil-hidrazida à ciclo-hexanona e a perda de água que gera a tosil-hidrazona da ciclo-hexanona, o substrato da reação de Shapiro.

Thioacetals and umpolung

• 2-Methyl-1,3-dithiane from 1,3-dithianeDraw deprotonation of 1,3-dithiane at C2 by n-butyllithium and SN2 methylation of the 2-lithio-1,3-dithiane carbanion by iodomethane.

Tioacetais e umpolung

• 1,4-Ditiaespiro[4.5]decano a partir da ciclo-hexanonaDesenhe a condensação, promovida por BF3, da ciclo-hexanona com etano-1,2-ditiol, passando por um íon tiônio, até o tiocetal cíclico 1,4-ditiaespiro[4.5]decano.

Enamine regiochemistry

• 1-(6-Methylcyclohex-1-en-1-yl)pyrrolidine from 2-methylcyclohexanoneDraw iminium formation from 2-methylcyclohexanone and pyrrolidine and removal of the α-hydrogen on the less substituted side to 1-(6-methylcyclohex-1-en-1-yl)pyrrolidine.

Regioquímica de enaminas

• 1-(3-Metilbut-1-en-2-il)pirrolidina a partir da 3-metilbutan-2-onaDesenhe a formação do imínio a partir da 3-metilbutan-2-ona e da pirrolidina e, em seguida, a remoção de um hidrogênio α da metila, formando a enamina menos substituída, a 1-(3-metilbut-1-en-2-il)pirrolidina.

Iminas, enaminas e hemiacetais

• Enamina de pirrolidina da 4-terc-butilciclo-hexanonaDesenhe a condensação, catalisada por TsOH, da 4-terc-butilciclo-hexanona com pirrolidina, passando pelo íon imínio, até a 1-(4-terc-butilciclo-hex-1-en-1-il)pirrolidina.
• 4-(Ciclopent-1-en-1-il)morfolina a partir da ciclopentanonaDesenhe a condensação, catalisada por TsOH, da ciclopentanona com morfolina até o íon imínio e sua desprotonação α até a 4-(ciclopent-1-en-1-il)morfolina.
• Ciclo-hexanona a partir de sua enamina de morfolinaDesenhe a hidrólise ácida da 4-(ciclo-hex-1-en-1-il)morfolina: protonação no carbono β, adição de água ao íon imínio e perda de morfolina até a ciclo-hexanona.
• 1-(2-Metilprop-1-en-1-il)piperidina a partir do isobutiraldeídoDesenhe a condensação do 2-metilpropanal com piperidina, sem adição de ácido, passando pelo íon imínio, até a 1-(2-metilprop-1-en-1-il)piperidina.
• (E)-4-(Prop-1-en-1-il)morfolina a partir do propanalDesenhe a condensação, em meio básico, do propanal com morfolina, com o hidróxido expulso pelo nitrogênio, até a (E)-4-(prop-1-en-1-il)morfolina.
• Sal de imínio a partir do benzaldeído e da pirrolidinaDesenhe a condensação do benzaldeído com pirrolidina em presença de ácido perclórico, passando pela carbinolamina, até o íon 1-benzilidenopirrolidin-1-ío.

Aminação redutiva e catálise por imínio

• N,N-Dimetil-2-feniletilamina por Eschweiler–ClarkeDesenhe as duas rodadas da metilação de Eschweiler–Clarke da 2-feniletilamina: formação do imínio com formaldeído e transferência de hidreto a partir do formiato, gerando a N,N-dimetil-2-feniletilamina.
• (S)-N,N-Dimetil-1-feniletilamina por Eschweiler–ClarkeDesenhe as duas metilações de Eschweiler–Clarke da (S)-1-feniletilamina com formaldeído e ácido fórmico, preservando o estereocentro, até a (S)-N,N-dimetil-1-feniletilamina.
• Íon imínio de MacMillan a partir do (E)-cinamaldeídoDesenhe a condensação catalisada por ácido do (E)-cinamaldeído com o catalisador imidazolidinona de MacMillan até o íon imínio conjugado, mantendo o estereocentro do catalisador e o alceno E.
• Enamina da acetona com L-prolinaDesenhe a condensação da acetona com L-prolina até a enamina, usando o ácido carboxílico da prolina como transportador de prótons e mantendo o estereocentro da prolina.
• 4-Isopropilmorfolina por aminação redutiva da acetonaDesenhe a formação do íon imínio a partir de acetona e morfolina com ácido acético e sua redução por NaBH(OAc)3 até a 4-isopropilmorfolina.
• 4-Metoxi-N,N-dimetilbenzilamina por aminação redutivaDesenhe a formação do íon imínio a partir de 4-metoxibenzaldeído e dimetilamina em pH 6 e sua redução por NaBH3CN até a 4-metoxi-N,N-dimetilbenzilamina.
• N-Benzilciclo-hexanamina por aminação redutivaDesenhe a formação do imínio a partir de ciclo-hexanona e benzilamina com ácido acético e, em seguida, a transferência de hidreto do NaBH(OAc)3, gerando N-benzilciclo-hexanamina.
• 2-Metilpiperidina por aminação redutiva intramolecularDesenhe o fechamento de anel da 6-amino-hexan-2-ona até o íon imínio cíclico em pH 6 e sua redução por NaBH3CN até a 2-metilpiperidina.

Reações posteriores de oximas e hidrazonas

• Ciclo-hexanona por hidrólise ácida da oxima da ciclo-hexanonaDesenhe a hidrólise ácida da oxima da ciclo-hexanona: protonação no N, adição de água, transferência de próton para o nitrogênio e perda de hidroxilamina, gerando ciclo-hexanona.
• 3-Metilciclo-hexeno pela reação de ShapiroDesenhe a reação de Shapiro da tosil-hidrazona da 2-metilciclo-hexanona, com desprotonação α no carbono CH2, gerando 3-metilciclo-hexeno.
• Ciclo-hexeno a partir da tosil-hidrazona da ciclo-hexanona (Shapiro)Desenhe a reação de Shapiro da tosil-hidrazona da ciclo-hexanona: duas desprotonações com n-BuLi, perda de sulfinato e de N2 até um vinil-lítio, e protonação até o ciclo-hexeno.

Strecker and cyanide capture

• 2-Aminopropanenitrile from acetaldehydeDraw ammonia addition to acetaldehyde, proton transfers with HCN/cyanide, loss of water to the iminium ion and cyanide addition to 2-aminopropanenitrile.

Hemiaminals and resins

• (Hydroxymethyl)urea from urea and formaldehydeDraw addition of a urea nitrogen to formaldehyde, removal of the N–H proton by hydroxide and protonation of the alkoxide by water to give (hydroxymethyl)urea.

Acetals: formation, hydrolysis and protection

• Shift a reversible condensationUse the reaction quotient to predict the effect of removing water.

Condições de formação/hidrólise de acetais; equilíbrio

• Acetal do benzaldeído com etanolPreveja o acetal formado a partir de benzaldeído e excesso de etanol sob catálise ácida, com remoção de água.

Acetal formation/hydrolysis conditions; equilibrium

• Acetal in aqueous basePredict that an acetal survives basic conditions.

Enaminas

• Enamina a partir de ciclo-hexanona e pirrolidinaPreveja a enamina formada a partir de ciclo-hexanona e pirrolidina sob catálise ácida.
• Regioquímica da enamina: 2-metilciclo-hexanonaPreveja qual regioisômero de enamina se forma a partir de 2-metilciclo-hexanona e pirrolidina.

Oximas, hidrazonas, semicarbazonas e teste de 2,4-DNP

• Fenil-hidrazona do benzaldeídoPreveja o produto do benzaldeído com fenil-hidrazina.
• Oxima a partir de acetona e hidroxilaminaPreveja a oxima formada a partir de acetona e hidroxilamina.

Formação de iminas

• Produtos da hidrólise da N-butilpropan-2-iminaPreveja o composto carbonílico e a amina liberados quando uma imina é hidrolisada em ácido aquoso.
• Imina a partir de ciclo-hexanona e metilaminaPreveja o produto de condensação da ciclo-hexanona com uma amina primária sob catálise ácida branda.

Visão geral da aminação redutiva

• Aminação redutiva: ciclo-hexanona + benzilaminaPreveja a amina obtida na aminação redutiva da ciclo-hexanona com benzilamina.

Tioacetais

• Ditiano a partir de ciclo-hexanona e propanoditiolPreveja o tioacetal cíclico formado a partir de ciclo-hexanona e 1,3-propanoditiol.
• Dessulfurização do ditiolano da acetofenona com níquel de RaneyPreveja o produto da dessulfurização de um tioacetal de cetona com níquel de Raney.

Imines, enamines and hemiacetals

• Name a mixed oxygen addition productClassify a carbon bearing OH and OR using explicit connectivity.

Oximas, hidrazonas, semicarbazonas e teste de 2,4-DNP

• O que um teste de 2,4-DNP positivo indicaInterprete um teste positivo com 2,4-dinitrofenil-hidrazina (teste de Brady).

Acetais e iminas biológicos

• O carbono anomérico do metilglicosídeo é um acetalClassifique o carbono anomérico do metil-β-D-glicopiranosídeo.
• PLP e aminoácidos: a aldimina externaIdentifique a ligação que une o fosfato de piridoxal a um aminoácido substrato.
• Rodopsina: imina protonada de retinal e lisinaIdentifique como o 11-cis-retinal está ligado à opsina na rodopsina.

Hemiacetal/acetal identification & nomenclature; cyclic

• Spot the acetalRecognize an acetal carbon bearing two OR groups and no OH.
• Name a cyclic ketalName the spiro ketal from cyclohexanone and ethylene glycol.

Formação de iminas

• Nomeando a base de Schiff de benzaldeído e anilinaDê o nome da imina (base de Schiff) formada a partir de benzaldeído e anilina.
• Qual amina forma uma imina?Identifique a classe de amina que se condensa com uma cetona formando uma imina neutra.

Visão geral da aminação redutiva

• Classe da amina obtida por aminação redutivaClassifique a amina formada pela aminação redutiva de uma cetona com uma amina secundária.

Imines, enamines and hemiacetals

• Distinguish nitrogen-condensation endpointsPredict the difference between primary- and secondary-amine condensation products.

Hemiacetal/acetal identification & nomenclature; cyclic

• Hemiacetal versus hydrateDistinguish a hemiacetal from a carbonyl hydrate by its substituents.

Acetal formation/hydrolysis conditions; equilibrium

• Removing water shifts the acetal equilibriumCalculate how halving [H2O] changes the acetal-to-ketone ratio.

Hemiacetal/acetal identification & nomenclature; cyclic

• Ring size of a cyclic hemiacetalCount ring atoms when a hydroxy aldehyde cyclizes.

• Separate equilibrium from catalytic speedDistinguish acid catalysis from changes in water activity.

Imines, enamines and hemiacetals

• Read an intramolecular oxygen additionIdentify the product class when a tethered alcohol adds once to an aldehyde.

Diagnóstico do mecanismo

• Íon oxocarbênio na formação de acetaisIdentifique o íon oxocarbênio intermediário na formação de acetais catalisada por ácido.
• Marcação isotópica na hidrólise de acetaisAcompanhe uma marcação de 18O ao longo da hidrólise de um cetal catalisada por ácido.

• Recover a masked carbonylInfer the parent carbonyl from an acetal’s carbon substituents.

Acetals: formation, hydrolysis and protection

• Plan selective use of a protected carbonylChoose protection and deprotection conditions around a base-compatible transformation.

Acetal formation/hydrolysis conditions; equilibrium

• Conditions for a dimethyl acetalChoose conditions that drive acetal formation to completion.
• Remove an acetalChoose conditions that hydrolyze an acetal back to the carbonyl.
• Reduce the ester, keep the ketoneSequence acetal protection around a LiAlH4 reduction of a keto ester.

Visão geral da aminação redutiva

• Escolhendo o redutor da aminação redutivaEscolha o agente redutor para a aminação redutiva de uma cetona em um único frasco.

Oximas, hidrazonas, semicarbazonas e teste de 2,4-DNP

• De hidrazona a alcano: Wolff–KishnerEscolha as condições que convertem a hidrazona de uma cetona em um grupo CH2.

Imine, oxime and hydrazone formation

• Explain why acid can inhibit an amineBalance carbonyl activation against loss of free amine nucleophile.

Hemiacetal/acetal identification & nomenclature; cyclic

• Why hemiacetals are rarely isolatedExplain the equilibrium that keeps acyclic hemiacetals from being isolated.

Diagnóstico do mecanismo

• Por que acetais se formam só com ácido, e não com baseExplique por que a formação de acetais exige ácido e não pode ser catalisada por base.

Tioacetais

• Ânion do ditiano como equivalente de ânion acilaExplique por que o 2-lítio-1,3-ditiano atua como equivalente de ânion acila (umpolung).

Enaminas

• Por que aminas secundárias formam enaminas, e não iminasExplique por que uma cetona e uma amina secundária formam uma enamina em vez de uma imina.

Formação de iminas

• Por que a formação de iminas é mais rápida perto de pH 4–5Explique o máximo de velocidade da formação de iminas perto de pH 4–5 a partir dos dois papéis opostos do ácido.