PRINCÍPIOS SÍNTESE ORGÂNICA - CEFET-MG Campus Timóteo

A. Isenmann CEFET-MG Timóteo Princípios da Síntese Orgânica
O esqueleto rígido do grupo norbornila dificulta a transição da geometria tetraédrica
(ângulo entre as ligações de aproximadamente 109°) para a geometria plana (120°). Isto
torna a reação SN1 tão lenta que não é importante do ponto de vista preparativo. Igualmente
desvantajoso é o ataque do nucleófilo pelo lado de trás do carbono funcional (reação SN2),
por causa do impedimento estérico pelo esqueleto carbônico rígido. Uma alternativa mais
viável - às vezes a única solução para reações em posição de cabeça de ponte - é uma
reação por via radicalar. A degradação de Hunsdiecker (ver p. 99) é um bom exemplo.
Inversão de Walden no mecanismo SN2
A reação de substituição nucleofílica bimolecular, SN2, inverte a configuração absoluta no
centro assimétrico do substrato. Pode ser comparada com a inversão de um guarda-chuva
no vento forte, onde o cabo é o grupo abandonador e os raios do guarda-chuva os demais
substituintes do carbono. As reações descritas a seguir foram monitoradas no polarímetro e
a rotação específica indicou uma completa inversão.
O isômero S de octano-2-ol (carbono quiral marcado com *) mostra uma rotação específica
de +9,84 o . Ao reagi-lo com cloreto de tosila (TsCl, ver também p. 32) o grupo hidroxila
transforma-se em um bom grupo abandonador e pode ser facilmente substituído, até pelo
nucleófilo fraco, acetato. Na terceira etapa o éster é hidrolisado por reação com hidróxido
de sódio, formando o isômero óptico com configuração invertida, (R)-octano-2-ol (α D = -
9,84 o ). A expressão “inversão de Walden” é utilizada para descrever este tipo de reação.
C6H13
C6H13
C6H13 - HCl
NaOAc / AcOH
C H
C H
C H NaOH
-
H3C OH SO2 Cl H3C O - ArSO O CH
3 3
Ph CH3 SO
O C
2PhCH3 SN2 CH OH
3
= "TsCl"
-
1 2 3
C6H13 C H
HO CH3 S
R
A inversão da configuração no carbono assimétrico do substrato mostrou que o nucleófilo
acetato entrou de maneira definida, pelo lado de trás do carbono assimétrico, enquanto o
grupo tosilato foi abandonado pela frente (etapa 2). Nas etapas (1) e (3), no entanto, não
houve reação diretamente no carbono quiral, mas na hidroxila e na carbonila do acetato,
respectivamente. Portanto, as configurações não foram sujeitas a mudanças, nestas etapas.
Racemização com SN1
Se um substrato contiver apenas um carbono assimétrico, com arranjo definido, então
podemos classificar como isômero óptico R ou seu antípoda S. Os antípodas viram a luz
linearmente polarizada pelo mesmo grau, porém em direções opostas. Quando a
configuração neste carbono é randômico, então tem-se uma mistura racêmica, isto é, uma
mistura com 50% do isômero R e 50% do S, sendo esta mistura opticamente inativa. O
processo que leva a uma perda da atividade óptica então é chamado de racemização. É isso
que acontece numa substituição monomolecular, SN1.
Na hidrólise do (S)-1-cloro-1-feniletano, (oticamente ativo) ocorre racemização (SN1) com
a formação de um ligeiro excesso do isômero R, mostrando um leve grau de inversão de
configuração.
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