1. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
SÍNTESE ORGÂNICA
Helmoz R. Appelt
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2. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
ESTRATÉGIAS EM
SÍNTESE ORGÂNICA
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3. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Planejamento de uma Síntese
Fatores a serem considerados:
• I) Disponibilidade do material de partida e dos reagentes
• II)Emprego do menor número possível de etapas até o
objetivo final. Uma rota sintética com 10 passos, e um
rendimento de 80% em cada etapa, dá um rendimento global
de somente 10,7%.
• III) Ao planejar a síntese devemos considerar a construção de
todo o esqueleto carbônico, incluindo as ramificações e
grupos funcionais nas posições corretas.
• IV) Idealmente, cada etapa da síntese deve formar somente o
produto desejado, sem subprodutos.
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4. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Tipos de Síntese
a) Linear (Trabalho em Série): Pequenas unidades vão
sendo acrescentadas uma a uma à cadeia, em seqüência
b) Convergente (Trabalho em Paralelo): Divide-se a
molécula em partes aproximadamente iguais, e assim
sucessivamente, com os fragmentos, de maneira a que os
fragmentos sejam unidos simultaneamente.
c) Síntese Parcialmente Convergente (Mista): união
dos dois tipos anteriores
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5. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Síntese Linear X Síntese Convergente: Qual a mais eficiente?
Considerando a síntese da molécula hipotética A-B-C-D-E-F-G-H
A Síntese Linear Síntese Convergente
B
90%
A-B
A C E G
C
90% 90% B 90% D 90% F 90% H
A-B-C
D A-B C-D E-F G-H
90%
A-B-C-D
E 90% 90%
90%
A-B-C-D-E
A-B-C-D E-F-G-H
F
90%
A-B-C-D-E-F
90% G 90%
A-B-C-D-E-F-G
H
A-B-C-D-E-F-G-H
90%
Rend. Global: 48% A-B-C-D-E-F-G-H Rend. Global: 73%
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6. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Análise Retrossintética (Desconexão Molecular)
Esta abordagem começa com a estrutura-alvo e então retrocede
artificialmente, clivando a estrutura em seções conhecidas como synthons.
Cada uma das etapas do retrocesso é representada por uma seta dupla (),
enquanto o símbolo (~~~~) é desenhado sobre a ligação quebrada na
molécula-alvo. Cada um dos synthons possíveis é convertido, no papel, em
um composto real conhecido, o equivalente sintético. A análise é repetida
com os reagentes de cada etapa da retrossíntese até que os materiais iniciais
prontamente disponíveis sejam obtidos.
Mais freqüentemente, as ligações são desconectadas por fissão heterolítica.
Desconexões homolíticas costumam ser descartadas porque é difícil prever o
resultado da reação de reconexão.
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7. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
•"Synthon"
Fragmento idealizado (geralmente um íon) o
qual pode ser ou não um intermediário da
reação.
•Equivalente Sintético
Reagente contendo a função de um
"Synthon", o qual não pode ser usado por ser
muito instável.
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8. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Exemplo
O OH
O AAS: Ácido Acetil Salicílico
O
O OH
O Synthons
O
O OH
O ou
O O OH
Molécula Alvo O
Synthons
O
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9. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
O OH
O OH O
O Synthons
O
O
Molécula Alvo
O OH
Cl
OH Equivalentes
O Sintéticos
Ácido Cloreto
Salicílico de Acila
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10. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Síntese
a) Escrever o plano de acordo com a análise
retrossintética, acrescentando reagentes e
condições.
b) Modificar o plano de acordo com os fatores
inesperados ou com os sucessos no laboratório.
O OH O OH
O
OH O
Cl
O
base / solvente
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11. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Polaridade Latente: Planejando a retrossíntese!
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12. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Synthons e Equivalentes Sintéticos Comuns
R+ R-Br; R-I; R-OMs; R-OTs R- RMgBr; RLi; LiCuR2
R = alquil
OH O O O
R
+ R R R R - R
O O
OH
O
+ R EtO - EtO
R
O O O
+ S S
-
R R R
O O
X = Cl; RCOO N C
-
CN-
+
X
-
O OH CO2
+
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13. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
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14. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
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15. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
OH O OH
Exemplos:
Ph Ph Ph
O
O
CH3
OH
O O O
CH3
O
H3C
H3C
Ph
OH
OH
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16. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
OH OH
Ph Ph Ph Ph
O
+ BrMg
Ph
Ph H
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17. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
O
O
CH3
CH3
O
+ CH3I
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18. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
O O
CH3
CH3
O
+ (CH3CH2)2CuLi
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19. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
H3C
H3C
H3C
H3C
Ph
Ph
OH
OH
O
+ BrMg Ph
H3C CH3
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20. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
O OH
O OH
Ph
Ph
O O
Base +
Ph H
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21. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
O
O
OH
OH
O
Base +
O
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22. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
O
O O
O
O
O
+
Base
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23. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
O
O
OH OH
O
Base +
O
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24. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Interconversão de Grupos Funcionais
Em alguns casos precisamos promover uma interconversão de grupo
funcional para podermos encontrar synthons e equivalentes sintéticos
adequados para nossa retrossíntese.
OH O
FGI
Ph Ph Ph Ph
Durante a síntese a FGI deve ser desfeita.
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25. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Síntese:
O O
Base
Ph Ph Ph
Br Ph
A FGI é desfeita!
OH
Ph Ph
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26. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Tipos de comuns de FGI
Álcoois ↔ Compostos Carbonílicos;
Álcoois ↔ Halogênios;
Ligações Duplas ↔ Álcoois;
Ligações Duplas ↔ Halogênios.
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27. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Como definir o tipo de síntese e o melhor ponto de
quebra?
Normalmente, o modelo de síntese convergente dá melhores
rendimentos. Por isso, é preferida.
Como planejar a desconexão?
1 – A síntese será linear ou convergente? S. Convergente: quebras
centralizadas (sempre que possível).
2 – As desconexões devem produzir precursores mais simples
(menores)
3 – Observar a polaridade latente da molécula-alvo para atribuição de
carga aos “synthons”.
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28. Introdução à Síntese Orgânica 20/08/2010
Este material faz parte do Curso
Introdução à Sintese Orgânica,
disponível em
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