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28/06/2012 1 1 Carlos Montanari [email protected] http://www.nequimed.iqsc.usp.br/ UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP Instituto de Química de São Carlos - IQSC Grupo de Estudos em Química Medicinal NEQUIMED Conteúdo Ligações químicas localizadas Ligações químicas deslocalizadas Ligações químicas mais fracas que a covalente Estereoquímica Carbocátions, carbânions, radicais livre Mecanismos e métodos de determinação de mecanismos de reações March, Carey, Evans, Kwan Ácidos e bases Efeitos da estrutura sobre a reatividade

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1

1

Carlos Montanari

[email protected]

http://www.nequimed.iqsc.usp.br/

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP

Instituto de Química de São Carlos - IQSC

Grupo de Estudos em Química Medicinal NEQUIMED

Conteúdo

• Ligações químicas localizadas

• Ligações químicas deslocalizadas

• Ligações químicas mais fracas que a covalente

• Estereoquímica

• Carbocátions, carbânions, radicais livre

• Mecanismos e métodos de determinação de mecanismos de reações

– March, Carey, Evans, Kwan

• Ácidos e bases Efeitos da estrutura sobre a reatividade

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Mechanisms and Methods of Determining Them

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Pericyclic

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TYPES OF REACTION

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THERMODYNAMIC REQUIREMENTS FOR REACTION

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KINETIC REQUIREMENTS FOR REACTION

ΔGfo (kcal mol-1)

-56.73

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THE BALDWIN RULES FOR RING CLOSURE

Baldwin’s rules can be applied to ketone enolates

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Exercício do dia.

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Exercício do Dia

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The Bürgi–Dunitz angle

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LiTMP

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KINETIC AND THERMODYNAMIC CONTROL

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THE HAMMOND POSTULATE

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MICROSCOPIC REVERSIBILITY Chemical equilibrium

MICROSCOPIC REVERSIBILITY…

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(de Dios)

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Por exemplo:

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MARCUS THEORY

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SN2

METHODS OF DETERMINING MECHANISMS

Identification of Products

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The von Richter Rearrangement

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Determination of the Presence of an Intermediate

1. Isolation of an Intermediate.

2. Detection of an intermediate.

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3. Trapping of an Intermediate.

Isotopic Labeling

Despite appearances, this is not a substitution reaction!

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Stereochemical Evidence

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The Walden Inversion

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c

Kinetic Evidence

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slow

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Assumption of the steady state: d[I]/dt = 0

We now insert this value for [I] into the original rate expression to obtain:

But, our original hypothesis:

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If the first step is rate determining…

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A pseudo-first-order reaction

First order reactions always have an exponential decay behavior.

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Why?

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As before, separate variables and integrate.

k1 + k-1 = 1.1 So, t1/2 = 0.63 s

That for 5 full conversions ~ 3 s!

Measuring the change in concentration of a product or a

reactant with time. 1. Periodic or Continuous Spectral Readings:

IR and UV spectroscopy, polarimetry, NMR, and ESR.

2. Quenching and Analyzing and/or Removal of Aliquots at Intervals : The materials are analyzed by spectral readings, titrations,

chromatography, polarimetry, or any other method.

4. Measurement of Changes in Total Pressure, for Gas-Phase Reactions.

5. Calorimetric Methods. The output or absorption of heat can be measured at time intervals.

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Mechanistic information: rate!

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Isotope Effects

For instance,

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Secondary isotope effects

The solvent isotope effect

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