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Página inicialAplicaçõesQuímica e sínteseMétodos sintéticosFuncionalização C–H

Funcionalização C–H

A funcionalização C-H já foi referida como o santo graal da química orgânica sintética.1 Esforços recentes na química orgânica, de organometálicos e catálise promoveram grandes avanços tanto no entendimento da reatividade de ligações C-H quanto no desenvolvimento de reações robustas, valendo-se desse conhecimento, o que indica que é chegada a hora de introduzir essas táticas ao léxico da retrossíntese.2-11 A conversão confiável e previsível de uma ligação C-H em uma ligação C–C, C–N, C–O, ou C–X de forma seletiva e controlada representa uma vantagem em termos de economia de etapas e redução de resíduos.   

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Um princípio de seletividade simples é a ligação covalente de espécies que ativam C-H ao substrato, o que leva a limitações geométricas inerentes ao processo intramolecular dessa ligação, que, por sua vez, limitam o potencial de ligações C-H que podem ser ativadas.

Figura 1.Estratégia geral de funcionalização C-H direcionada

Seletividade da borilação C-H catalisada por Ir.

Figura 2.Sp2 não direcionada: Borilação

Arilação C-H não direcionada de heteroarenos

Figura 3.Sp2 não direcionada: Arilação direta

Hidroxilação C-H não direcionada tolerante a aminas

Figura 4.Hidroxilação C-H não direcionada

Reatividade baseada em

Figura 5.Reatividade baseada em

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Três estruturas químicas são representadas sobre fundos geométricos coloridos. À esquerda, um hexágono azul apresenta "2-Bromo-4-fluoropiridina", com a sua estrutura molecular correspondente mostrando um anel de piridina com substituintes de bromo (Br) e flúor (F). No centro, um quadrado amarelo apresenta "2,2-Difluoroetilamina", juntamente com a sua fórmula molecular NH2CHF2. À direita, um pentágono roxo apresenta "1,1,1-Trifluoro-3-metil-2-buteno-1-ol", com a sua estrutura molecular ilustrando vários átomos de flúor (F) e um grupo álcool (OH) ligado a uma cadeia de carbono ramificada.
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Novos métodos para a ativação de C-H ampliam o número de sítios que podem ser visados em uma dada molécula, aumentando assim as oportunidades de gerar um produto mais complexo. Além disso, isso permite que tipos de ligações químicas completamente diferentes sejam visadas na síntese orgânica, especialmente com uma alta quimiosseletividade. Em conjunto com a química de grupos funcionais tradicional, a funcionalização C-H agiliza consideravelmente a síntese química para a construção de produtos naturais complexos e compostos farmacológicos. Apesar das vantagens claras da aplicação da lógica de funcionalização C-H,12 muitos programas de estudo de química orgânica ainda não foram atualizados de forma a incluir essa abordagem e mais informações sobre o assunto podem ser encontradas em Manual de funcionalização C-H.

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