PRINCÍPIOS SÍNTESE ORGÂNICA - CEFET-MG Campus Timóteo

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H H A. Isenmann CEFET-MG Timóteo Princípios da Síntese Orgânica CH 2OH C C OH OH CH 2OH ou H H CH 2OH C C OH OH CH 2OH σ CH 2OH H C OH , portanto = H C OH CH 2OH HO HO CH 2OH C C H H CH 2OH Formas idênticas = "meso" Os isômeros ópticos, tanto os diastereoisômeros quanto os enanciômeros, podem exercer funções biológicos totalmente diferentes. Por esta razão, a natureza fornece esses compostos com alta seletividade, na verdade com uma definição de 100%. Diz-se que as reações biológicas ocorrem de maneira estereo-específica. Nas sínteses do laboratório, por outro lado, a enanciosseletividade chega raramente a 100%, e qualquer preponderância de um dos isômeros requer técnicas sofisticadas e esforços extraordinários. A medida do sucesso de uma síntese assimétrica é o excesso enanciomêrico, abreviado de "%ee", que define a prevalência de um dos dois isômeros ópticos: m( R) − m( S) % ee em R = ⋅100 ; em analogia: m( R) + m( S) m( S) − m( R) % ee em S = ⋅100 . m( R) + m( S) Menos usado é a expressão do excesso diastereoisomérico, "%de", cuja definição é m( A) − m( B) análoga, % de em A = ⋅100 . m( A) + m( B) 50%ee significa uma mistura de partes iguais de cada enanciômero, também conhecida como mistura racêmica. A maioria das sínteses no laboratório fornece este tipo de mistura, infelizmente. Esta mistura aplicada aos seres vivos, no entanto, pode provocar duas reações diferentes, cada uma seja característica por um dos enanciômeros. Neste aspecto podemos incluir as áreas medicinal-farmacêutica, agroquímica e alimentos. Na maioria dos produtos racêmicos podemos contar com respostas paralelas da natureza ou com baixa eficiência - o que torna sua aplicação inaceitável, às vezes, até catastrófica. Um exemplo seja o remédio "Contergan", uma mistura racêmica de uma bis-imida chamada de talidamida, que foi aplicado nos anos 60 do século passado, onde um dos enanciômeros tem um forte efeito sedativo, enquanto o outro causa deformações no feto quando ingerido por mulheres grávidas. No mais tardar desde a tragédia da talidamida, a indútria farmacéutica procura estratégias de produzir remédios com alta pureza óptica. Em geral, podemos definir a síntese assimétrica como reação química que transforma uma molécula aquiral (neste caso também chamada de pro-quiral), em uma molécula quiral, enquanto os dois enanciômeros (ou diastereoisômeros) são produzidos em quantidades desiguais. Podemos classificar a síntese assimétrica em 4 estratégias: • Aproveitamento do chiral pool, • Indução assimétrica, 222
A. Isenmann CEFET-MG Timóteo Princípios da Síntese Orgânica • Catálise assimétrica, • Uso de auxílios assimétricos. 1) Modificações de moléculas do chiral pool É a síntese a partir de matéria-prima fornecida pela natureza, opticamente pura. O número de substâncias que podemos sintetizar por este método é limitado, porque até hoje quase exlusivamente se usam açúcares e L-aminoácidos como material de partida. Também se conhecem sínteses usando diversos ácidos, tais como (S)-ácido lático, (S)-ácido málico, (S,S)-ácido tartárico e (S)-ácido glutâmico (os ânions destes ácidos são frequentemente usados como ligantes em catalisadores quirais, ver item 3, a seguir). Um exemplo bonito é a síntese do ácido ascórbico (= vitamina C), a partir da D-glicose: H HO H H CHO OH H OH OH CH2OH D-glicose forma aldo acetona (grupo protetor) H 3C O H2C + 2 H CH 3 O H HO O H H CH 2OH OH H OH OH CH 2OH D-sorbitol O CH2OH O - 2 H H HO H oxidação hidrólise CH 2OH OH H OH O = O CH 2OH HO H H OH HO H CH2OH CH2OH L-sorbose forma ceto HO H H OH HO H H3C CH3 CH2OH CH2OH 2,3:4,6-di-O-isopropilidenossorbofuranose 2-ceto-L-ácido gulônico L-ácido ascórbico Outra síntese do chiral pool é a partir do ácido tartárico, produzindo o chiraphos (ver p. 698), por sua vez usado como ligante em complexos que servem na catálise assimétrica (ver mais em baixo): H 3C CH3 HO OH TsCl - HCl H 3C CH 3 Li, PPh3 TsO OTs O COOH H 3C CH3 - H 2O Ph2P PPh2 chiraphos + H 2O HO HO HO O O H 223
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