23.59 Na reação cruzada de Claisen da ciclopentanona com formiato de etila, o produto desejado é obtido com rendimento elevado se os dois reagentes carbonílicos são misturados, primeiramente, e a base é adicionada em seguida, em vez de misturar primeiro a base com a ciclopentanona e depois adicionar o formiato de etila. Explique.
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que, na reação de Claisen cruzada entre ciclopentanona e formiato de etila, obtém-se bom rendimento quando primeiro se misturam os dois carbonílicos e só então se adiciona a base, enquanto que se adicionarmos primeiro a base à ciclopentanona (gerando o enolato isolado) e depois colocarmos o formiato de etila, o rendimento cai. O conteúdo aqui é o mecanismo de condensação de Claisen cruzada, envolvendo a formação de enolato de um composto carbonílico e seu ataque a um éster não enolizável.
Passo 2
Revendo o mecanismo: a base forte (por ex.
) deprotona a ciclopentanona, gerando o enolato estabilizado. Esse enolato é nucleófilo e ataca o carbono carbonílico do formiato de etila, originando, após colapso do tetraédrico e eliminação de etóxido, o
-cetoéster desejado.
Passo 3
Identificamos as reações paralelas indesejadas quando o enolato fica acumulado antes de encontrar o formiato de etila:
. o enolato da ciclopentanona pode reagir com outra molécula de ciclopentanona via aldol (auto-condensação), gerando subprodutos poliméricos;
. o
-cetoéster formado, sendo ainda mais ácido que a ciclopentanona, pode ser deprotonado pela base em excesso, levando a decomposição ou reações secundárias.
Passo 4
Se adicionamos a base primeiro à ciclopentanona, geramos rapidamente elevadas concentrações de enolato livre e, em seguida, ao colocar o formiato de etila, esse enolato sobra tempo para sofrer auto-aldol e para que o produto
-cetoéster recém-formado seja desprotonado secundariamente.
Passo 5
Quando misturamos antes a ciclopentanona com o formiato de etila e só depois adicionamos a base, a primeira desprotonação imediatamente origina o enolato junto do éster sufocado por excesso relativo de formiato. Assim que o enolato aparece, ele encontra prontamente o formiato de etila e forma o produto desejado, sem tempo nem concentração para que ocorram auto-condensação ou desprotonação do produto.
Resposta
A adição da base sobre a mistura dos dois carbonílicos faz com que o enolato da ciclopentanona seja gerado na presença imediata do formiato de etila, sendo logo consumido na condensação cruzada e evitando tanto a auto-aldolização do enolato quanto a desprotonação posterior do
-cetoéster. Isso maximiza o rendimento do produto desejado.