Forneca os produtos que poderiam ser obtidos a partir das reaçoes entre o colesterol e cada um dos seguintes reagentes: (Dica: devido ao impedimento estérico dos grupos metila angulares, a face
é mais suscetível ao ataque de reagentes que a face
.)
in THF, followed by
Passo 1
O enunciado pede: determinar os produtos formados quando o colesterol reage com
em
seguido de
.
Informações dadas e relevantes do enunciado:
Informações dadas e relevantes do enunciado:
- O reagente é a reação de hidroboridação-oxidação: primeiro
(em ), depois oxidação com em meio básico. - Dica do enunciado: devido ao impedimento estérico dos grupos metila angulares, a face
é mais acessível ao ataque que a face . - Estrutura do substrato (informação essencial que usaremos): o colesterol contém uma dupla ligação entre
e (escrevemos isso como ) e já tem um grupo hidroxila em com configuração . Há metilas angulares (nos carbonos angulares do esqueleto esteroidal) que bloqueiam a face .
Passo 2
O que faz a reação hidroboridação-oxidação (aula rápida e prática):
- Etapa 1 (hidroboridação):
adiciona ao alceno por adição concertada (sem intermediários carbocátion), em que o boro se liga ao carbono menos substituído da dupla e o hidrogênio ao carbono mais substituído. Essa adição ocorre de forma sin (os dois átomos adicionados ficam do mesmo lado da antiga dupla). - Regra prática: a OH final aparece no carbono menos substituído da dupla (anti-Markovnikov), porque o boro fica nesse carbono e depois é substituído por OH na oxidação.
- Etapa 2 (oxidação): tratamento com
e substitui o grupo por , com conservação da estereoquímica no carbono onde estava o boro (ou seja, retenção do arranjo sin original).
Explicação simples do porquê do regiocontrole: o complexo de transição favorece que o boro se aproxime do carbono menos impedido (menos substituído), por razões estéricas e também por estabilização eletrônica do estado de transição.
Passo 3
Aplicando as regras gerais ao colesterol: identificação dos carbonos envolvidos
- A dupla é
. Precisamos ver qual é o “carbono menos substituído” dessa dupla. Na cadeia esteroidal típica, é menos substituído em relação a , portanto o boro tende a adicionar em e o hidrogênio em . Conclusão prática: após a oxidação o grupo ficará em . - A adição é sin, então
e entram pelo mesmo lado da face da dupla.
Passo 4
Estereoquímica facial: por que a adição ocorre pela face
- O enunciado já deu a dica: metilas angulares (nos carbonos angulares do núcleo esteroidal) ocupam a face
e criam grande impedimento estérico. Assim, reagentes relativamente volumosos (como formando um complexo) preferem aproximar-se pela face oposta, ou seja, pela face , que é menos bloqueada. - Como a adição é sin, tanto o H quanto o B entram pela face
. Após oxidação, o ocupará a posição que antes era ocupada pelo : no e com configuração .
Passo 5
Montando o produto principal e possíveis minoritários
- Produto principal: o alcool resultante será no carbono
com configuração . O grupo hidroxila original em ( ) permanece inalterado. Assim, o produto principal é o diol saturado (a dupla é consumida) com hidroxilas em ( ) e em ( ). Em nomenclatura simples: o produto principal é o 3 ,6 -diol do esqueleto colestano — podemos escrever como -cholestane-3,6-diol ou em português -colestan-3,6-diol. - Produto minoritário (possibilidade estereoquímica): teoricamente poderia ocorrer ataque pela face
dando o isómero 6 -OH, mas isso é desmotivado pelo forte impedimento estérico da face . Portanto se formado será em traços. Em outras palavras, espera-se basicamente só o isómero 6 , com vestígios do 6 se alguma adição ocorrer pela face ocluída.
Passo 6
Breve exemplo extra para fixar o conceito (aplicação rápida)
- Se tivéssemos um alceno simples como propeno, a hidroboridação-oxidação coloca
no carbono menos substituído (anti-Markovnikov): propeno 1-propanol (principal), mostrando o mesmo princípio de regiocontrole. No colesterol, a lógica é a mesma, só que devemos ainda considerar qual face da molécula está livre para o reagente atacar.
Resposta
(3\beta,6\alpha)-colestan-3,6-diol (produto majoritário, OH novo em
com configuração
).
(3\beta,6\beta)-colestan-3,6-diol (produto minoritário possível em traços, OH em com configuração
).
(3\beta,6\beta)-colestan-3,6-diol (produto minoritário possível em traços, OH em