Derivados de cidos carboxlicos So considerados derivados de

Derivados de ácidos carboxílicos São considerados derivados de ácidos carboxílicos, classes de compostos em que a hidroxila é substituída por um grupo de saída: Derivados de ácidos carboxílicos

Derivados de ácidos carboxílicos Substituição nucleofílica acílica Exemplo: Qual o mecanismo da seguinte reação?

Derivados de ácidos carboxílicos Reatividade relativa dos derivados de ácidos carboxílicos ü Fatores estéreos e eletrônicos vão determinar a reatividade: Fator estéreo: Fatores eletrônicos: (ressonância e indução)

Derivados de ácidos carboxílicos Reatividade relativa dos derivados de ácidos carboxílicos:

Derivados de ácidos carboxílicos Exemplo 1 : Coloque em ordem crescente de reatividade frente à substituição nucleofílica os seguintes derivados de ácidos carboxílicos > > < < Exemplo 2 : Quais os produtos das seguintes reações de substituição nucleofílica? (a) (b) (c) (d)

Derivados de ácidos carboxílicos Reações dos derivados de ácidos carboxílicos: Ø Hidrólise: Reação com água resultando em ácido carboxílico Ø Alcoólise: Reação com álcool resultando em éster Ø Aminólise: Reação com amônia resultando em amida ou amina Ø Redução: Reação com gerador de hidreto resultando em álcool ou aldeído Ø Reação de Grignard: Reação com organometálico resultando em cetona ou álcool

Derivados de ácidos carboxílicos Exemplo: Prevendo o produto da substituiçao nucleofílica acílica nos derivados de ácidos carboxílicos Solução: Primeiramente, deve-se identificar o nucleófilo e o grupo de saída:

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Derivados de ácidos carboxílicos SUBSTITUIÇÃO NUCLEOFÍLICA ACÍLICA DOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS 1. Conversão de ácidos carboxílicos em cloreto ácido: Mecanismo:

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Derivados de ácidos carboxílicos 2. Conversão de ácidos carboxílicos em ésteres (dois métodos) 2. 1 Reação do sal do ácido carboxílico com haleto de alquila 2. 2 Esterificação de Fischer

Mecanismo: 1. Ativação da carbonila 2. Ataque nucleofílico do álcool Derivados de ácidos carboxílicos Como provar esse mecanismo? Como obter Evidências do mecanismo? ü Marcação isotópica usando metanol contendo oxigênio 18 ( O 18) 3. Transferência de próton 4. Expulsão de H 2 O e perda de um próton Benzoato de metila (P. M = 136, 15 g/mol) P. M. encontrado = 138, 15 g/mol Água (P. M. = 18 g/mol) P. M. encontrado = 18 g/mol

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Derivados de ácidos carboxílicos Exercício: Como você prepararia os seguintes ésteres a partir de ácidos carboxílicos?

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Derivados de ácidos carboxílicos Conversão de ácidos carboxílicos em amidas Não ocorre X Para contornar o problema, a hidróxila (-OH) do ácido carboxílico deve ser substituído por um grupo de saída melhor e que não seja ácido. Uso da ciclohexilcarbodiimida (DCC): DCC

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Mecanismo 1. Reação ácido-base 2. Ataque nucleofílico do carboxilato 3. Ataque nucleofílico da amina 4. Expulsão da diciclohexiluréia protonada com formação da carbonila da amida Derivados de ácidos carboxílicos

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Derivados de ácidos carboxílicos Um exemplo do uso de DCC em ácido carboxílico para formação de amidas é a contrução de peptídios a partir de aminoácidos:

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Derivados de ácidos carboxílicos Conversão de Ácidos carboxílicos em Álcoois: Como o hidreto é uma base muito forte, ele desprotona o ácido carboxílico primeiro e em seguida ocorre o ataque nucleofílico de outro hidreto: A transformação do diânion em aldeído exige altas temperaturas e longos tempos de reação

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Derivados de ácidos carboxílicos Uma maneira mais fácil, rápida e segura de reduzir ácidos carboxilicos em álcoois primários é usar o BH 3 em THF seguido de acidificação: Se na reação acima fosse usado Li. Al. H 4, o grupo NO 2 seria reduzido a NH 2

HALETOS ÁCIDOS Preparação de Haletos ácidos Reações dos Haletos ácidos Derivados de ácidos carboxílicos

HALETOS ÁCIDOS Derivados de ácidos carboxílicos 1. Hidrólise de Haletos ácidos (formação de ácido carboxílico) Obs: A reação também forma HCl, portanto deve ser feita na presença de piridina ou solução aquosa de Na. OH 2. Conversão de Haletos ácidos em anidridos

Derivados de ácidos carboxílicos HALETOS ÁCIDOS 3. Conversão de Haletos ácidos em ésteres (alcóolise) Alcool primário > secundário > terciário

Derivados de ácidos carboxílicos HALETOS ÁCIDOS 4. Conversão de Haletos ácidos em amidas (aminólise) (83 %) Obs: A reação pode ser com amônia, aminas primárias e secundárias, mas não com aminas terciárias (92 %) Obs: Como HCl é formado nas reações, sempre dever-se usar dois equivalentes da amina, ou se a amina for muito valiosa, pode-se usar 1 equivalente da amina mais um equivalente de Na. OH

HALETOS ÁCIDOS Exemplo: Síntese do sedativo Trimetozina: Derivados de ácidos carboxílicos

HALETOS ÁCIDOS 5. Conversão de Haletos ácidos em álcoois (redução) 6. Redução de Haletos ácidos com reagente de Grignard Derivados de ácidos carboxílicos

HALETOS ÁCIDOS Derivados de ácidos carboxílicos 7. Reação de Haletos ácidos com Diorganocuprato de lítio A Manicona, um transmissor químico secretado pelas formigas para se comunicarem, pode ser sintetizado da seguinte maneira: Obs: Apenas os cloretos ácidos reagem com diorganocuprato de lítio. A reação não ocorre com ácido carboxílico, amidas, anidridos ou ésteres.

HALETOS ÁCIDOS Derivados de ácidos carboxílicos Exercício: Como você prepararia as seguintes cetonas usando um haleto ácido e um organocuprato de lítio ?

ANIDRIDOS ÁCIDOS § Preparação de Anidridos Ácidos: • Reações dos Anidridos Ácidos: Derivados de ácidos carboxílicos

ANIDRIDOS ÁCIDOS Derivados de ácidos carboxílicos 1. Conversão de Anidridos ácidos em ésteres 2. Conversão de Anidridos ácidos em amidas Menos nucleofílico Mais nucleofílico Mecanismo ? ?

ÉSTERES Derivados de ácidos carboxílicos Ocorrência Natural Triglicerídio (gordura) Butanoato de metila (abacaxi) Acetato de isoamila (banana) R = 7 a 11 Uso industrial Acetato de etila solvente Ftalato de dibutila

ÉSTERES Derivados de ácidos carboxílicos Preparação de Ésteres Apenas para haletos primários Apenas para Álcoois simples Sem limitações Cloreto ácido é muito reativo

ÉSTERES Derivados de ácidos carboxílicos • Reações dos Ésteres – Todas as reações dos ésteres também se aplicam às lactonas 1. Conversão de ésteres em ácidos carboxílicos (hidrólise) Mecanismo ? ?

ÉSTERES MECANISMO Hidrólise ácida: Derivados de ácidos carboxílicos MECANISMO Hidrólise básica:

ÉSTERES Derivados de ácidos carboxílicos Evidências mecanísticas: Marcação isotópica P. M = 74, 1 g/mol (teórico) P. M = 74, 1 g/mol (encontrado) Exercício: que produto você espera da hidrólise da butirolactona? P. M = 46 g/mol (teórico) P. M = 48 g/mol (encontrado)

ÉSTERES Derivados de ácidos carboxílicos 1. Conversão de ésteres em amidas (aminólise) Obs: A reação com ésteres ocorre com amônia, aminas primárias e secundárias, no entanto, é um método pouco usado na preparação de amidas 2. Conversão de ésteres em álcoois (redução)

ÉSTERES Derivados de ácidos carboxílicos Mecanismo da redução de ésteres em álcoois primários: Para produzir aldeído, deve-se usar um agente redutor mais brando em baixas temperaturas ( -78 o. C):

Derivados de ácidos carboxílicos ÉSTERES 2. 1 Redução de de ésteres em álcoois usando reagente de Grignard éster Álcool terciário Obs: Deve-se usar dois equivalentes do reagente de Grignard Exercício: como você prepararia os seguintes álcoois através da redução de ésteres?

Derivados de ácidos carboxílicos AMIDAS • Menos reativas entre os derivados de ácidos carboxílicos • Possuem boa estabilidade, mesmo em sistemas biológicos • São abundantes em organismo vivos ocorrendo em Proteínas, ácidos nucléicos e fármacos Peptídio Benzilpenicilina (Penicilina G) Ribonucleotídio

Derivados de ácidos carboxílicos AMIDAS Preparação de Amidas Amida primária (não-substituída) Amida terciária (dissubstituída) Amida secundária (monossubstituída)

Derivados de ácidos carboxílicos AMIDAS Reações das Amidas 1. Hidrólise de Amidas: Conversão em ácidos carboxílicos 1. 1 Hidrólise Ácida 1. 2 Hidrólise Básica A hidrólise Básica ocorre com dificuldade comparada à hidrólise ácida! NH 2 é um grupo de saída ruim,

Derivados de ácidos carboxílicos AMIDAS 2. Redução de Amidas: Conversão em aminas (95 %) Mecanismo: As reações de hidrólise e redução também ocorrem com amidas cíclicas (Lactamas) Lactama Amina cíclica

TIOESTERES E ACIL FOSFATOS tioester Derivados de ácidos carboxílicos Derivados biológicos dos ácidos carboxílicos acilfosfato Acetil adenilato Coenzima A (Co. A) Acetil Co. A

Derivados de ácidos carboxílicos TIOESTERES E ACIL FOSFATOS A Aceti Co. A sofre aminólise pela glucosamina, produzindo a N-acetylglucosamina Acetil Co. A Componente das cartilagens e tecidos conectivos

TIOESTERES E ACIL FOSFATOS Derivados de ácidos carboxílicos Síntese do Mevaldeído – intermediário na síntese de terpenóides