Química Orgânica 2 · Substituição acílica e escolha do derivado
N-Benzilbenzamida por acoplamento EDC/HOBt
Condições: EDC·HCl, HOBt, DIPEA, DMF
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 10 passos escritos
O ácido benzoico protona o EDC
Um ácido carboxílico não acila uma amina diretamente; por isso, seu OH precisa ser transformado em grupo abandonador. O primeiro movimento é uma transferência de próton do ácido benzoico para um nitrogênio da carbodi-imida EDC, o que torna seu carbono central fortemente eletrofílico.
As setas curvas
- Um par isolado de um nitrogênio do EDC se liga ao próton do ácido carboxílico.
- O par da ligação O–H permanece no oxigênio, gerando benzoato.
O benzoato se adiciona, formando a O-acilisoureia
O oxigênio do benzoato ataca o carbono central da carbodi-imida protonada e o par π do C=N⁺ se desloca para esse nitrogênio. A O-acilisoureia formada é um éster ativado cujo grupo abandonador se converte em uma ureia estável.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio do benzoato forma a ligação O–C com o carbono da carbodi-imida.
- Os elétrons π do C=N⁺ se deslocam para o nitrogênio protonado.
A DIPEA desprotona o HOBt
O HOBt (pKa em torno de 4,6) é ácido o bastante para ser desprotonado pela DIPEA. O ânion benzotriazolil-óxido resultante é o nucleófilo que intercepta a O-acilisoureia.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio da DIPEA se liga ao próton O–H do HOBt.
- O par O–H permanece no oxigênio do N-óxido.
O ânion OBt se adiciona à O-acilisoureia
O oxigênio do OBt ataca o carbono acílico da O-acilisoureia antes que esse intermediário possa se rearranjar em uma N-acilureia não reativa. O par π do C=O se desloca para o oxigênio.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio do OBt forma a nova ligação O–C com o carbono acílico.
- Os elétrons π da carbonila se deslocam para o oxigênio.
Sai a isoureia
O alcóxido regenera o C=O e o oxigênio da isoureia sai como um ânion deslocalizado sobre O–C=N. O grupo acila agora está no HOBt, na forma do éster ativo OBt.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio reconstrói a ligação π da carbonila.
- A ligação C–O com a isoureia se rompe em direção ao seu oxigênio.
O ânion da isoureia se torna a ureia
O ânion da isoureia captura, pelo nitrogênio, o próton da DIPEA-H⁺: seu O⁻ forma C=O enquanto o par π do C=N se liga ao próton. Essa ureia é solúvel em água, e é por isso que se escolhe EDC em vez de DCC.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio forma a ligação π C=O da ureia.
- Os elétrons π do C=N ligam esse nitrogênio ao próton do amônio.
- O par N–H volta para a DIPEA.
A benzilamina ataca o éster OBt
O éster OBt é reativo porque o HOBt é um bom grupo abandonador, mas não se rearranja como a O-acilisoureia. A benzilamina se adiciona ao seu carbono carbonílico.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio da benzilamina forma a nova ligação N–C.
- O par π do C=O se desloca para o oxigênio.
Sai o ânion OBt
O alcóxido regenera o C=O e expulsa o ânion OBt, uma base fraca. O nitrogênio da amida fica protonado.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio reconstrói a ligação π da carbonila.
- A ligação C–O com o grupo OBt se rompe, liberando o ânion OBt.
A DIPEA desprotona a amida
A DIPEA, a base mais forte presente, remove o próton N–H da amida protonada. O produto é a amida neutra.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio da DIPEA se liga ao próton N–H.
- O par N–H volta para o nitrogênio da amida.
N-Benzilbenzamida
Forma-se N-benzilbenzamida. A ureia do EDC e o sal DIPEA-H⁺ OBt são removidos por lavagem com água, restando a amida.
O que você vai praticar
Acople ácido benzoico e benzilamina com EDC e HOBt: forme a O-acilisoureia, converta-a no éster ativo OBt e depois acile a amina para obter N-benzilbenzamida.
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