Problema 4G.13

A análise retrossintética de uma reação $\ce{S_N2}$ identifica a ligação formada na reação e a desconecta, posicionando o nucleófilo (geralmente o átomo mais eletronegativo) e o eletrófilo (carbono ligado a um grupo de saída, como $\ce{Cl}$, $\ce{Br}$, $\ce{I}$ ou $\ce{OTs}$).

A análise retrossintética desconecta a ligação $\ce{C-C}$ do grupo ciano:

O cianeto, $\ce{CN-}$, é um ânion estável, sendo escolhido como nucleófilo. O carbono no outro lado da desconexão deve receber o grupo de saída:

O cianeto é um nucleófilo forte, mas uma base fraca, de modo que não há competição significativa entre $\ce{S_N2}$ e E2. Com substrato primário, a $\ce{S_N2}$ ocorre sem dificuldade.

A síntese direta usa $\ce{NaCN}$ como fonte de cianeto sobre o brometo correspondente:

A análise retrossintética desconecta a ligação $\ce{C-S}$ do tiol:

O enxofre, mais eletronegativo, atua como nucleófilo (íon hidrosulfeto, $\ce{HS-}$). O carbono no outro lado recebe o grupo de saída:

O hidrosulfeto é um nucleófilo forte, mas uma base fraca, de modo que não há competição significativa com E2. Com substrato secundário, a $\ce{S_N2}$ ocorre adequadamente.

A síntese direta usa $\ce{NaSH}$ sobre o brometo correspondente:

A análise retrossintética desconecta uma das ligações $\ce{C-O}$ do éter (ambas as desconexões são válidas):

Pela primeira desconexão, o oxigênio atua como nucleófilo (íon metóxido) e o carbono no outro lado recebe o grupo de saída:

O metóxido é um nucleófilo e uma base fortes; ambas as vias $\ce{S_N2}$ e E2 devem ser consideradas. Com substrato primário e nucleófilo pouco impedido, a $\ce{S_N2}$ predomina.

A síntese direta usa $\ce{NaOMe}$ sobre o brometo correspondente:

A segunda desconexão é igualmente válida. Como o iodeto de metila é um líquido à temperatura ambiente, é mais conveniente que o cloreto ou o brometo (gases):

A análise retrossintética do éster desconecta a ligação $\ce{C-O}$ entre o oxigênio e o carbono $sp^3$ (a desconexão na ligação ao carbono $sp^2$ não é viável, pois carbonos $sp^2$ não participam de reações $\ce{S_N2}$):

O oxigênio do íon carboxilato atua como nucleófilo. O carbono no outro lado recebe o grupo de saída:

O carboxilato é um nucleófilo forte, mas a carga negativa é deslocalizada por ressonância, tornando-o uma base fraca. A via $\ce{S_N2}$ não tem competição significativa com E2. Com substrato primário, a $\ce{S_N2}$ ocorre sem dificuldade.

A síntese direta usa o sal de sódio do carboxilato sobre o brometo correspondente:

A análise retrossintética desconecta a ligação $\ce{C-O}$ do álcool:

O oxigênio atua como nucleófilo (íon hidróxido). O carbono no outro lado recebe o grupo de saída:

O hidróxido é um nucleófilo e uma base fortes; ambas as vias devem ser consideradas. Com substrato primário e nucleófilo pouco impedido, a $\ce{S_N2}$ predomina.

A síntese direta usa $\ce{NaOH}$ sobre o brometo correspondente:

A análise retrossintética desconecta a ligação $\ce{C-C}$ do grupo ciano:

O cianeto atua como nucleófilo. O carbono no outro lado recebe o grupo de saída. Para garantir a estereoquímica desejada, lembre-se que a $\ce{S_N2}$ ocorre com inversão de configuração: para que o nucleófilo fique em ligação tracejada, o grupo de saída deve estar em cunha:

O cianeto é um nucleófilo forte, mas uma base fraca, de modo que não há competição com E2. Com substrato secundário, a $\ce{S_N2}$ ocorre adequadamente.

A síntese direta usa $\ce{NaCN}$ sobre o brometo correspondente: