Química Orgânica 2 · Substituição acílica e escolha do derivado
N-Metilbenzamida a partir de benzoato de NHS e metilamina
Condições: pH 8 buffer or Et3N
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 4 passos escritos
A metilamina se adiciona à carbonila do éster
O tampão (ou Et3N) mantém a metilamina como base livre, deixando disponível o par isolado do seu nitrogênio. Ela ataca o carbono carbonílico do benzoato de NHS e o par π do C=O se desloca para o oxigênio, gerando um intermediário tetraédrico zwitteriônico.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio da metilamina forma a nova ligação N–C com o carbono carbonílico, pobre em elétrons.
- Os elétrons π do C=O se deslocam para o oxigênio carbonílico, que se torna um alcóxido.
O intermediário tetraédrico expulsa o ânion NHS
O alcóxido regenera a ligação C=O e sai a base mais fraca ligada ao carbono tetraédrico. Trata-se do ânion N-oxissuccinimida, cuja carga negativa se espalha pelas duas carbonilas da imida; por isso os ésteres NHS reagem com aminas em água em poucos minutos.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio volta para regenerar a ligação π C=O.
- A ligação C–O com o oxigênio da succinimida se rompe e seus elétrons saem com o ânion N-oxissuccinimida estabilizado.
A transferência de próton gera a amida neutra
O N–H do acilamônio é fortemente ácido, muito mais que a N-hidroxissuccinimida (pKa ≈ 6). O ânion que sai captura esse próton, gerando N-metilbenzamida neutra e N-hidroxissuccinimida.
As setas curvas
- O oxigênio carregado negativamente do grupo abandonador se liga ao próton N–H ácido.
- Os elétrons N–H permanecem no nitrogênio, que se torna o nitrogênio neutro da amida.
N-Metilbenzamida
Forma-se N-metilbenzamida junto com N-hidroxissuccinimida, que é removida com água. É a mesma química usada para marcar as cadeias laterais de lisina das proteínas com ésteres NHS.
O que você vai praticar
Desenhe a aminólise do benzoato de NHS pela metilamina: adição à carbonila do éster, perda do ânion da N-hidroxissuccinimida e a transferência de próton final.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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