Química Orgânica 2 · Substituição acílica e escolha do derivado
Piperidin-2-one from 5-aminopentanoic acid
Condições: Δ (neat)
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 7 passos escritos
Amine attacks the carboxyl carbon
On heating, the terminal amine nitrogen attacks the carboxylic acid carbon five atoms away, forming a six-membered ring; the C=O π pair moves onto oxygen. A second carboxylic acid molecule (drawn as acetic acid for clarity) will serve as the proton shuttle.
As setas curvas
- The nitrogen lone pair attacks the carbonyl carbon.
- The C=O π pair moves onto oxygen as an alkoxide.
Proton transfer to the alkoxide
The positively charged nitrogen gives a proton to the negatively charged oxygen, giving a neutral tetrahedral intermediate.
As setas curvas
- The alkoxide lone pair takes the N–H proton.
- The N–H pair stays on nitrogen.
Protonate the OH
Another carboxylic acid molecule protonates one OH of the tetrahedral intermediate, making it a good leaving group (water).
As setas curvas
- The OH oxygen lone pair takes the acid proton.
- The O–H pair stays on the carboxylate oxygen.
Nitrogen pushes out water
The nitrogen lone pair forms a C=N π bond and expels water from the tetrahedral carbon.
As setas curvas
- The nitrogen lone pair forms the C=N π bond.
- The C–O bond breaks and water leaves.
Why nitrogen pushes
Compare the two donors on the tetrahedral carbon.
Deprotonate to the amide
The carboxylate (a weak base) removes the O–H proton; that O–H pair forms the C=O bond while the C=N π pair moves back onto nitrogen, giving the neutral amide and regenerating the acid.
As setas curvas
- The carboxylate takes the O–H proton.
- The O–H bond pair forms the new C=O π bond.
- The C=N π pair returns to nitrogen as a lone pair.
Piperidin-2-one
The cyclic amide piperidin-2-one (δ-valerolactam) and water form. Six-membered lactams close readily because the chain ends meet without strain.
O que você vai praticar
Draw the thermal ring closure of 5-aminopentanoic acid to piperidin-2-one through a tetrahedral intermediate.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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