Química Orgânica 2 · Rotas de síntese: reagentes, grupos protetores e planejamento em várias etapas
Boc protection of 4-aminobutan-1-ol with Boc₂O
Condições: 4-Aminobutan-1-ol, di-tert-butyl dicarbonate (Boc₂O, 1.05 equiv), CH₂Cl₂, 25 °C
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 6 passos escritos
Which group attacks Boc₂O?
Nitrogen is less electronegative than oxygen, so its lone pair is held less tightly and is the better nucleophile; the amine reacts first.
The amine adds to a carbonyl carbon
The nitrogen lone pair bonds to one carbonyl carbon of Boc₂O, and the C=O π pair moves onto oxygen, giving a tetrahedral intermediate with N⁺ and O⁻.
As setas curvas
- The nitrogen lone pair forms the new N–C bond.
- The C=O π pair moves onto oxygen.
The intermediate expels tert-butyl carbonate
The oxyanion re-forms the C=O bond and the bond to the central oxygen breaks. tert-Butyl carbonate, a weak base, is the leaving group.
As setas curvas
- The oxygen lone pair rebuilds the C=O π bond.
- The C–O bond breaks and the pair leaves with the carbonate oxygen.
tert-Butyl carbonate falls apart
The carbonate anion loses carbon dioxide: the negatively charged oxygen forms a second C=O bond and the bond to the tert-butoxy oxygen breaks. Release of CO₂ gas makes the protection irreversible.
As setas curvas
- The oxygen lone pair forms a C=O π bond.
- The C–O bond breaks, leaving tert-butoxide.
tert-Butoxide removes the N–H proton
tert-Butoxide takes the proton from the positively charged nitrogen, giving the neutral carbamate and tert-butanol.
As setas curvas
- The tert-butoxide lone pair takes the N–H proton.
- The N–H pair returns to nitrogen.
The Boc-protected amino alcohol
tert-Butyl N-(4-hydroxybutyl)carbamate forms with CO₂ and tert-butanol as by-products. The carbamate nitrogen is no longer nucleophilic or basic because its lone pair is delocalised into the C=O, so the free alcohol can now be oxidised or converted to a leaving group. Trifluoroacetic acid removes the Boc group at the end.
O que você vai praticar
Draw how the amine of 4-aminobutan-1-ol attacks di-tert-butyl dicarbonate, how the tetrahedral intermediate collapses, and how the leaving group breaks down to CO₂ and tert-butoxide, which removes the last N–H proton to give the Boc carbamate while the alcohol is left free.
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