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Química orgânica
Curso: Química orgânica > Unidade 8
Lição 1: Reação de Diels-AlderDiels-Alder: estereoquímica do dieno
Como analisar a estereoquímica do dieno em uma reação Diels-Alder.
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Transcrição de vídeo
RKA4JL - Este vídeo foca
na estereoquímica do dieno. À esquerda é o nosso dieno,
à direita, o nosso dienófilo. Primeiramente, vamos desenhar
o nosso produto nesta reação de Diels-Alder
sem nos preocuparmos com a estereoquímica. Então, nós sabemos
que uma reação de Diels-Alder envolve um movimento ordenado
de seis elétrons π (pi). Assim, se este elétron π
mudar para cá, vai fazer uma ligação
entre esses dois carbonos. Se esse elétron π
mudar para lá, vai formar-se outra ligação
com estes dois outros carbonos. Em seguida, esses elétrons π
irão mover-se para baixo. Então vamos desenhar o produto,
ignorando a estereoquímica novamente, pelo menos por hora. Então vamos colocar
as nossas ligações. Temos aqui o metil
e outro aqui e então vamos abreviar
esses ésteres. Vamos abreviar estes ésteres
com CO₂Me. Então aqui embaixo
também será CO₂Me. A razão de escolhermos este alcino
como o nosso dienófilo é porque não temos que nos preocupar ainda
com o estereoquímica nestes dois átomos de carbono. Nós precisamos nos preocupar
com a estereoquímica nestes dois carbonos
que vieram do nosso dieno. Então, vamos olhar mais detalhadamente
a estrutura do dieno. Este é um dieno trans-trans, portanto essa ligação dupla é trans
e esta aqui também. Vamos nos concentrar
nos substituintes deste primeiro. Assim, esses dois hidrogênios,
vamos olhar na imagem. Estes dois hidrogênios
estão na parte inferior e quando se forma uma ligação
entre estes dois carbonos e entre estes outros
dois carbonos aqui, observe o que acontece com os hidrogênios. À esquerda eles estão SP2
no carbono hibridizado. e assim este também. Mas à direita, observe como estes dois carbonos
agora são SP3 hibridizados. Portanto, aqueles dois hidrogênios,
aqueles substituintes, eles vão subir
quando formar o produto. Então se nós estamos olhando
para o nosso anel desta maneira, vemos que estes dois hidrogênios
estão saindo para nós no espaço. Então vamos em frente
e desenhar isso. Temos o nosso anel
e colocamos as nossas ligações duplas aqui. E nós temos os ésteres. Deixe-me ir em frente
e colocar aqui. Então temos o CO₂Me
e CO₂Me. Vamos desenhar aqueles hidrogênios
saindo para nós no espaço. Então esses dois carbonos
que estão marcados aqui em vermelho, são estes dois carbonos. Assim, devemos ter um hidrogênio
saindo para nós em ambos os átomos de carbono. Então aqui vai um hidrogênio
saindo para nós em uma cunha e aqui o outro hidrogênio
saindo para nós em uma cunha. Vamos olhar para os substituintes. Vou usar o azul para isto. Os nossos substituintes exteriores
são estes dois. Assim, em azul,
esses são os de fora. Portanto, temos dois grupos metil
que estão para fora e fiz o grupo metila em amarelo, como está no modelo definido aqui. E quando estes dois átomos de carbono
forem de SP2 para SP3, o que acontecerá
com os grupos metila? Se o substituinte de dentro
for para cima, os substituintes de fora
irão para baixo. Portanto, estes são grupos metil
e eles vão para baixo no espaço. Olhando para nosso anel, os grupos metila estão indo
para longe de nós no espaço. Vamos em frente
e colocar esta ligação aqui. Então este grupo metil
vai para longe de nós, assim como este. Para esse próximo problema
temos o mesmo dienófilo, mas temos um diferente dieno. Este é o ciclo-pentadieno. Você pode ver que as ligações duplas
estão na forma cis. Quando pensamos
sobre a nossa reação de Diels-Alder, nós movemos os elétrons. Então estes elétrons π
irão se mudar para cá e formar uma ligação
entre estes dois carbonos. Este elétron π muda para lá, e, portanto, forma esta outra ligação
com estes dois carbonos. E este outro elétron π
vai passar para baixo. Então, quando nós desenhamos
os nossos produtos… Vou em frente
e desenhar este anel aqui. Vamos destacar alguns desses elétrons. Nós ainda não terminamos de desenhar
nosso produto, obviamente. Estes elétrons em vermelho
estão se movimentando aqui e depois temos os elétrons em azul. Assim é este elétron π em movimento
e em azul aqui. E, finalmente, temos os elétrons em cor-de-rosa
que vão passar para cá. Ainda temos o CH₂,
de modo que ele precisa vir para cá. Deixe-me esboçar isto. Portanto esta é uma vista superior
do nosso produto. Então temos os ésteres,
assim: CO₂Me e CO₂Me,
saindo deste carbono aqui. Então, deixe-me desenhar
estes aqui. Esta é uma maneira
de desenhar o seu produto. Mas se você quer olhar
em uma visão tridimensional, vamos olhar para a foto
aqui embaixo. Portanto, esta ligação aqui, CH₂, seria esse carbono. Então temos essa ligação CH₂
nesta ligação. Aqui eles são substituintes de dentro e sabemos que os substituintes de dentro
devem subir. Então, quando formamos
nossas ligações, teremos essa em vermelho aqui, de modo que este carbono se ligará
com este carbono e formará uma ligação
entre esses dois carbonos. E temos essa ligação em azul, de modo que é esta ligação
entre estes carbonos. Por isso forma-se uma ligação
entre estes dois carbonos aqui. Estes substituintes CH₂
sobem no espaço. Portanto, se este sobe,
podemos esboçar o nosso produto. Podemos esboçá-lo
a partir de um ponto de vista diferente. Então eu vou redesenhar
aqui ao lado. Portanto, esta é uma forma
de desenhar o produto que você vê. Vou esboçar assim. Isto leva um pouquinho de prática. Tudo bem. Vamos desenhar
as nossas ligações duplas e depois temos o nosso CO₂Me
e outro CO₂Me aqui. Portanto, nosso CH₂
é este aqui, de modo que vai subir
no espaço. Para o nosso último problema
temos o mesmo dienófilo. Mas note, mais uma vez,
que o nosso dieno é diferente. Temos ele na conformação cis
nesta ligação dupla, mas nessa outra ligação aqui
ele é trans. Então vamos primeiro
mover os nossos elétrons π. Portanto este elétron vai mover-se para cá, para formar essa ligação
entre esses carbonos. Este elétron vai se mover para lá e formar essa ligação
entre estes dois carbonos. E este elétron aqui
vai para baixo. Vamos começar a desenhar
o nosso produto. Temos aqui o anel e, em seguida,
as ligações duplas. Vamos colocar agora
os nossos ésteres, bem aqui. Então vou colocar CO₂Me
e CO₂Me aqui embaixo. Em seguida vamos olhar
para os nossos substituintes. Primeiramente, vamos olhar
para os que estão na parte interior. Então, temos este hidrogênio
e o grupo metila e descemos aqui para a imagem. Aqui temos o hidrogênio
e aqui temos um grupo metila. Então quando nós formamos essa ligação
entre esses dois carbonos, estes dois substituintes no interior irão subir. Assim, aqui é o hidrogênio e este aqui é o grupo metila. Quando olhamos desta maneira
em nosso produto, esses dois estão saindo para nós no espaço. Então vamos em frente
e colocar os grupos de modo que o grupo metila
seja aqui neste carbono. Portanto, temos o grupo metila saindo para nós no espaço,
neste carbono. Vou desenhar aqui. E temos CH₃
ligado por uma cunha. Em seguida,
para o nosso outro carbono... deixe-me marcá-lo aqui, De modo que este carbono terá um hidrogênio
saindo para nós no espaço e também estará ligado
em uma cunha. Em seguida, vamos pensar
em nossos substituintes de fora. Então vou fazê-los em azul. No exterior,
nós temos o hidrogênio e temos um grupo metila
aqui embaixo. Então vamos encontrá-lo
na imagem. Aqui é o nosso hidrogênio e aqui o nosso grupo metila. Podemos ver que este hidrogênio
vai para baixo no espaço e precisamos colocá-lo ligado
a um traço. Vamos desenhar o nosso hidrogênio
aqui neste carbono. Assim, os substituintes de fora
estão indo para baixo. Este grupo metila está para baixo
em relação a este hidrogênio, então vou colocá-lo aqui.
E também estará ligado por traços. O que aconteceria
se você olhasse para esse dieno aqui a partir de uma perspectiva
diferente? Vamos para o vídeo para você entender
o que eu quero dizer. Aqui está o nosso dieno e em amarelo
está o nosso grupo metila. Se eu apenas girá-lo
desta maneira, vamos poder ver
que o grupo metil é um substituinte do interior e este outro grupo metila
é um substituinte de fora. Como vimos no vídeo,
este é o mesmo dieno, porém o vemos
em uma perspectiva diferente. Então nós vamos mover
os elétrons π aqui. Teremos aqui
uma ligação com este carbono, mover essa outra aqui e ainda passar este elétron
para baixo. Vamos desenhar aqui
o nosso anel e agora as nossas ligações duplas. Depois vamos desenhar
os nossos ésteres saindo: CO₂Me, e aqui embaixo também,
CO₂Me. E em seguida, vamos olhar
para os substituintes de dentro. Por isso,
aqui temos um hidrogênio e temos o nosso grupo metila. Os substituintes do interior vão subir, de modo que o hidrogênio e a metila
serão uma cunha, ou seja, estarão ligados
por uma cunha. Portanto, este hidrogênio
em uma cunha nesse carbono e temos o nosso grupo metila aqui
também em uma cunha. Então temos o CH₃. Em seguida, vamos olhar
para o substituinte de fora. Temos aqui em azul
o nosso grupo metila e o nosso hidrogênio. Os substituintes de fora
estão para baixo. Este grupo metil aqui
vai para longe de nós no espaço e ele vai ser ligado por traços. Aqui temos o CH₃,
e aqui temos o hidrogênio que está indo para longe de nós no espaço
e também é ligado por traços. Portanto, agora temos este
como nosso produto. Antes, quando olhávamos
para o nosso dieno dessa forma, nós tínhamos este produto. Qual a relação
entre esta molécula e esta outra molécula
aqui embaixo? Eles são enantiômeros
um do outro. Então, realmente essa relação
nos daria um par de enantiômeros.