Química Orgânica 2 · Condensação de Claisen e adição conjugada
Anelação de Robinson da cicloexanona via enamina de Stork
Condições: pyrrolidine, TsOH (cat.); then MVK; then H3O⁺, Δ
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 20 passos escritos
A pirrolidina se adiciona à cicloexanona
Com TsOH catalítico presente como tosilato de pirrolidínio, o nitrogênio da pirrolidina ataca o carbono da carbonila da cicloexanona. Isso gera um aduto tetraédrico zwitteriônico.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio da pirrolidina forma a ligação C–N.
- O par π da C=O vai para o oxigênio.
Protone o alcóxido
O íon pirrolidínio, o ácido formado a partir do TsOH, protona o oxigênio do alcóxido.
As setas curvas
- O par isolado do alcóxido captura o próton N–H do pirrolidínio.
- O par da ligação N–H volta para o nitrogênio.
Desprotone o nitrogênio
A pirrolidina livre remove o próton N–H do aduto, gerando a carbinolamina neutra.
As setas curvas
- O par isolado da pirrolidina captura o próton N–H.
- O par da ligação N–H volta para o nitrogênio.
Perca água para formar o íon imínio
O pirrolidínio protona o OH da carbinolamina enquanto o par isolado do nitrogênio expulsa água. Nesta etapa catalisada por ácido, quem sai é a água, e não o hidróxido.
As setas curvas
- O oxigênio da hidroxila captura o próton do pirrolidínio.
- O par da ligação N–H volta para o nitrogênio.
- O par isolado do nitrogênio forma a ligação π C=N.
- A ligação C–O se rompe e a água sai.
Forme a enamina
A pirrolidina remove um hidrogênio α do íon imínio. O par da ligação C–H forma a ligação C=C e o par π da C=N volta para o nitrogênio, gerando a enamina nucleofílica.
As setas curvas
- O par isolado da pirrolidina captura o hidrogênio α.
- O par da ligação C–H forma a ligação π C=C da enamina.
- O par π da C=N vai para o nitrogênio.
A enamina se adiciona à metil vinil cetona
Impulsionado pelo par isolado do nitrogênio, o carbono α da enamina ataca o CH2 terminal da metil vinil cetona. A enamina neutra é um nucleófilo brando, por isso leva a uma monoalquilação limpa, sem a polimerização que uma base forte causaria.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio forma a ligação π C=N.
- O par π da C=C da enamina forma a ligação C–C com o carbono β da enona.
- O par π da C=C da enona vai para seu carbono α na forma de enolato.
Protone o enolato
O pirrolidínio protona o carbono do enolato da cadeia lateral, deixando o íon imínio no anel.
As setas curvas
- O carbono do enolato captura o próton N–H.
- O par da ligação N–H volta para o nitrogênio.
O ácido protona a pirrolidina; a água se adiciona ao imínio
A adição de ácido aquoso converte a pirrolidina livre que sobrou da etapa da enamina em pirrolidínio, de modo que, daqui em diante, hidrônio e água são o único ácido e a única base. A água ataca o carbono do imínio para iniciar a hidrólise, e o par π da C=N volta para o nitrogênio.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio da pirrolidina captura um próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H volta para o oxigênio na forma de água.
- Um par isolado da água forma a ligação C–O com o carbono do imínio.
- O par π da C=N vai para o nitrogênio.
Transfira um próton do oxigênio para o nitrogênio
O hidrônio protona o nitrogênio da amina enquanto sua água captura um próton do oxigênio adicionado, em um revezamento mediado pelo solvente. Agora o nitrogênio carrega a carga e pode sair como pirrolidina.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio captura um próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H volta para o oxigênio do hidrônio.
- Esse oxigênio da água captura um próton do íon oxônio.
- O par da ligação O–H permanece no oxigênio adicionado.
Expulse a pirrolidina
O par isolado do oxigênio da hidroxila forma uma ligação C=O⁺ e expulsa a pirrolidina neutra, que o ácido aquoso protona em seguida.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio forma a ligação π C=O.
- A ligação C–N se rompe e a pirrolidina sai com o par.
Revele a 1,5-dicetona
O hidrônio protona a pirrolidina liberada, de modo que, em ácido aquoso, ela fica na forma de pirrolidínio e não pode atuar como base. A água remove o próton da cetona protonada do anel, gerando a 2-(3-oxobutil)cicloexan-1-ona, o produto de Michael.
As setas curvas
- O par isolado da pirrolidina captura um próton do hidrônio, gerando pirrolidínio.
- O par da ligação O–H volta para o oxigênio do hidrônio na forma de água.
- Um par isolado da água captura o próton O–H da cetona protonada.
- O par da ligação O–H permanece no oxigênio do anel.
Protone a cetona da cadeia lateral
O hidrônio protona a metil cetona da cadeia lateral, a primeira etapa da enolização catalisada por ácido em direção ao grupo metila.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio da cetona captura um próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H volta para o oxigênio na forma de água.
Forme o enol do lado da metila
A água remove um hidrogênio da metila terminal da cetona protonada da cadeia lateral; o pirrolidínio não tem par isolado, então a água é a base nesta solução ácida. Só este enol consegue alcançar a carbonila do anel para fechar um anel de seis membros.
As setas curvas
- Um par isolado da água captura um hidrogênio da metila.
- O par da ligação C–H forma a ligação π C=C do enol.
- O par π da C=O vai para o oxigênio protonado.
Protone a cetona do anel
O hidrônio protona a carbonila do anel, tornando-a um eletrófilo forte o bastante para o enol neutro.
As setas curvas
- O oxigênio da carbonila do anel captura um próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H volta para o oxigênio na forma de água.
Fechamento do anel por aldol intramolecular
O CH2 do enol ataca o carbono da carbonila protonada do anel, impulsionado pelo par isolado do oxigênio do enol. Isso fecha o novo anel de seis membros e deixa um álcool terciário na fusão dos anéis.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio do enol forma a ligação π C=O⁺.
- O par π da C=C do enol forma a ligação C–C que fecha o anel.
- O par π da C=O vai para o oxigênio do anel, agora uma hidroxila.
Enolize em direção ao álcool
A água remove um hidrogênio do CH2 situado entre a cetona protonada e o carbono carbinólico. O enol resultante prepara a perda de água do carbono vizinho.
As setas curvas
- Um par isolado da água captura o hidrogênio α.
- O par da ligação C–H forma a ligação π C=C do enol.
- O par π da C=O vai para o oxigênio protonado.
Protone o OH terciário
O hidrônio protona a hidroxila no carbono de fusão dos anéis para que ela possa sair como água.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio da hidroxila captura um próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H volta para o oxigênio na forma de água.
O enol expulsa água
O par isolado do oxigênio do enol empurra elétrons pela ligação C=C e expulsa água do carbono de fusão dos anéis. A nova ligação C=C fica conjugada à cetona protonada, o que impulsiona a desidratação sob aquecimento.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio do enol forma a ligação π C=O⁺.
- O par π da C=C do enol se desloca para formar a ligação C=C com o carbono de fusão dos anéis.
- A ligação C–O se rompe e a água sai.
Desprotone a enona
A água remove o próton do oxigênio da carbonila, gerando a enona conjugada neutra e regenerando o hidrônio.
As setas curvas
- Um par isolado da água captura o próton O–H.
- O par da ligação O–H permanece no oxigênio.
4,4a,5,6,7,8-Hexaidronaftalen-2(3H)-ona
O produto é a 4,4a,5,6,7,8-hexaidronaftalen-2(3H)-ona, racêmica no CH de fusão dos anéis. A enamina levou a cicloexanona até a metil vinil cetona, e a etapa ácida hidrolisou o imínio, fechou o anel por aldol e o desidratou até a enona conjugada.
O que você vai praticar
Desenhe a anelação de Robinson via enamina de Stork: formação da enamina de pirrolidina a partir da cicloexanona, adição de Michael à metil vinil cetona, hidrólise do imínio, aldol intramolecular catalisado por ácido e desidratação até a enona bicíclica.
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