Figura 1
Compostos de simetria elevada. Dodecaedrano (1), biciclo[3.3.3]undecano (2), Superfano (3), Fulereno C60 (4)
Figura 2
Operações e elementos de simetria em moléculas selecionadas: benzeno (5), hexafluoreto de enxofre (6), cicloexano (7) e metano (8). Nota: O uso de cores tem uma finalidade estritamente didática, uma vez que operações de simetria, quando aplicadas, não deixam alteração observável na disposição espacial do objeto
Figura 3
A: Compostos de simetria tetraédrica Td. B: Hidrocarbonetos inspirados em sólidos platônicos. Para o tetraedrano: 10a, R = H, 10b, R = CMe3 e 10c, R = SiMe3
Figura 4
Compostos contendo carbono sp33 Dunitz, J. D.; Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996, 93, 14260. com diferentes padrões de substituição
Figura 5
Compostos contendo diferentes elementos de quiralidade
Figura 6
A: Diânions dos ácidos (–)- e (+)-tartárico (ent-16’ e 16’); B: Hemiedros enantiomórficos esquematizados por Pasteur; C: Hemiedros imperfeitos cristalizados de tartarato de sódio e amônio;3939 Tobe, Y.; Mendeleev Commun. 2003, 13, 93. D: Modelo em cortiça confeccionado por Pasteur e cristais dos enantiômeros do tartarato de sódio e amônio3838 Flack, H. D.; Acta Cryst. 2009, A65, 371.
Figura 7
A: Compostos de simetria C2v. B: Compostos em que a média de seus rotâmeros pertencem ao grupo pontual C2v. C: conformações discretas para os rotâmeros do éter dimetílico 22
Esquema 1
Simetria e energias das conformações do etano (27)
Figura 8
Efeitos estérico e estereoeletrônico nas conformações do etano (27).5656 Schreiner, P. R.; Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 3579. Representação localizada dos orbitais moleculares σC-H e σ*C-H. Os hidrogênios dos orbitais σ e σ* da ligação σC-H foram omitidos por clareza
Esquema 2
Simetria e energias das conformações do propano (28)
Esquema 3
Simetria e energias das conformações do n-butano (29). Nível de teoria utilizado para os cálculos de ∆G°: QCISD-(T)/6-311+G(3df,2pd)6363 Murcko, M. A.; Castejon, H.; Wiberg, K. B.; J. Phys. Chem. 1996, 100, 16162.
Esquema 4
Simetria e energias das conformações do n-pentano (30). Nível de teoria utilizado para os cálculos de ∆G°: CCSD(T)(full)/cc-pVTZ)6464 Stojanović, M.; Aleksić, J.; Baranac–Stojanović, M.; Tetrahedron 2015, 71, 5119.
Esquema 5
Simetria e energias das conformações do ciclopropano (31) e do ciclobutano (32). Nível de teoria utilizado para os cálculos da barreira rotacional do ciclobutano (32) CCSD(T)/cc-pVQZ.6868 Blake, T. A.; Xantheas, S. S.; J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10487.
Esquema 6
Simetria e energias das conformações do ciclopentano (33). Nível de teoria utilizado para os cálculos da barreira rotacional do ciclopentano CCSD(T)/cc-pVTZ7171 Kowalewski, P.; Frey, H.–M.; Infanger, D.; Leutwyler, S.; J. Phys. Chem. A 2015, 119, 11215.
Esquema 7
Simetria e energias das conformações do cicloexano (34). Nível de teoria utilizado para os cálculos de ∆G°: CCSD(T)/CBS-aTQ limit (xB97X-D/cc-pVTZ)7474 Kang, Y. K.; Park, H. S.; Chem. Phys. Lett. 2018, 702, 82.
Esquema 8
Posições axial e equatorial no cicloexano (34)
Esquema 9
Diferentes tipos de dessimetrização. “*” se refere a um reagente ou catalisador quiral
Esquema 10
Funcionalização estereosseletiva na síntese da (–)-maximiscina (35) por Baran e colaboradores8080 McClymont, K. S.; Wang, F.–Y.; Minakar, A.; Baran, P. S.; J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 8608.
Esquema 11
Terminologia adotada por Sharpe e Johnson na sintese da (–)-paspalina (40)8181 Sharpe, R. J.; Johnson, J. S.; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4968.
Esquema 12
Exemplos de dessimetrizações não-estereosseletivas. A: Carreira,8282 Nilewski, C.; Deprez, N. R.; Fessard, T. C.; Li, D. B.; Geisser, R. W.; Carreira, E. M.; Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 7940. B: Pilli8585 Novaes, L. F. T.; Sarotti, A. M.; Pilli, R. A.; J. Org. Chem. 2015, 80, 12027.
Esquema 13
Dessimetrizações. A: Compostos proquirais sp22 Lloyd, D. R.; Symmetry 2010, 2, 455. (não tratados neste trabalho); B: Compostos proquirais sp33 Dunitz, J. D.; Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996, 93, 14260.; C: Compostos meso contendo plano de simetria (σ); D: Compostos meso contendo centro de inversão (i)
Esquema 14
Dessimetrização aplicada à síntese da (+)-compactina (53), por Heathcock e Rosen8888 Rosen, T.; Heathcock, C. H.; J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 3731; Heathcock, C. H.; Hadley, C. R.; Rosen, T.; Theisen, P. D.; Hecker, S. J.; J. Med. Chem. 1987, 30, 1858.
Esquema 15
Dessimetrização aplicada à síntese da atorvastatina (54)
Figura 9
A: Glicerol (59). B: Derivados (60–62) do glicerol (59) mais utilizados em síntese orgânica
Esquema 16
Dessimetrização enzimática enantiosseletiva do glicerol (59) via acilação
Esquema 17
A: Dessimetrização enantiosseletiva de glicerol (59). B: Estrutura do catalisador 65 e da 1,2,2,6,6-pentametilpiperidina (69). C: Dessimetrização seguida por resolução cinética
Esquema 18
Dessimetrização enzimática do ácido isobutírico (71)105105 Goodhue, C. T.; Schaeffer, J. R.; Biotechnol. Bioeng. 1971, 13, 203.,106106 Mickel, S. J.; Sedelmeier, G. H.; Niederer, D.; Schuerch, F.; Grimler, D.; Koch, G.; Daeffler, R.; Osmani, A.; Hirni, A.; Schaer, K.; Gamboni, R.; Bach, A.; Chaudhary, A.; Chen, S.; Chen, W.; Hu, B.; Jagoe, C. T.; Kim, H.–Y.; Kinder, F. R., Jr.; Liu, Y.; Lu, Y.; McKenna, J.; Prashad, M.; Ramsey, T. M.; Repic, O.; Rogers, L.; Shieh, W.–C.; Wang, R.–M.; Waykole, L.; Org. Proc. Res. Dev. 2004, 8, 101.
Esquema 19
Dessimetrização organometálica de um derivado do ácido isobutírico (71), por Yu e colaboradores107107 Wu, Q.–F.; Shen, P.–X.; He, J.; Wang, X.–B.; Zhang, F.; Shao, Q.; Zhu, R.–Y.; Mapelli, C.; Qiao, J. X.; Poss, M. A.; Yu, J,–Q.; Science 2017, 355, 499.
Esquema 20
Dessimetrização através de catálise via paládio, por Correia e colaboradores108108 Oliveira, J. M.; Angnes, R. A.; Khan, I. U.; Polo, E. C.; Heerdt, G.; Servilha, B. M.; da Silva, V. H. M.; Braga, A. A. C.; Correia, C. R. D.; Chem. Eur. J. 2018, 24, 11738.
Esquema 21
Dessimetrização através de catálise via paládio aplicada à síntese de um inibidor de fosfodiesterase 4 (89a), pelo grupo de Correia108108 Oliveira, J. M.; Angnes, R. A.; Khan, I. U.; Polo, E. C.; Heerdt, G.; Servilha, B. M.; da Silva, V. H. M.; Braga, A. A. C.; Correia, C. R. D.; Chem. Eur. J. 2018, 24, 11738.
Esquema 22
Síntese total da (+)-quebrachamina (90) através de uma reação de dessimetrização via metátese de olefinas pelo grupo de Schrock e Hoveyda109109 Malcolmson, S. J.; Meek, S. J.; Sattely, E. S.; Schrock, R. R.; Hoveyda, A. H.; Nature 2008, 456, 933.
Esquema 23
Síntese da (−)-epibatidina (100) por Aggarwal e Olofsson110110 Aggarwal, V. K.; Olofsson, B.; Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5516.
Esquema 24
Dessimetrização organocatalisada por Dixon e colaboradores111111 Yamagata, A. D. G.; Datta, S.; Jackson, K. E.; Stegbauer, L.; Paton, R. S.; Dixon, D. J.; Angew.Chem. Int. Ed. 2015, 54, 4899.
Esquema 25
Anelação de Robinson assimétrica organocatalisada na síntese da cetona de Hajos–Parrish–Eder–Sauer–Wiechert (n = 1) e de Wieland−Miescher (n = 2)113113 Bui, T.; Barbas, C. F., III; Tetrahedron Lett. 2000, 41, 6951.
Esquema 26
Aplicações sintéticas da cetona de Hajos–Parrish–Eder–Sauer–Wiechert (107a)
Esquema 27
Etapa estereodeterminante para formação organocatalisada da cetona de Hajos–Parrish–Eder–Sauer–Wiechert (107a). Nível de teoria utilizado para os cálculos das energias do estado de transição (B3LYP/6–31+G(d,p))122122 Bahmanyar, S.; Houk, K. N.; J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12911; Clemente, F. R.; Houk, K. N.; Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 576.
Esquema 28
Aplicações sintéticas da cetona de Wieland−Miescher (107b)
Esquema 29
Dessimetrização de anidridos cíclicos pelo grupo de Bolm130130 Bolm, C.; Schiffers, I.; Dinter, C. L.; Gerlach, A.; J. Org. Chem. 2000, 65, 6984.
Esquema 30
Dessimetrização de anidridos cíclicos pelo grupo de Seebach131131 Seebach, D., Jaeschke, G., Wang, Y. M.; Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 2395; Jaeschke, G. Seebach, D.; J. Org. Chem. 1998, 63, 1190.
Esquema 31
Dessimetrização utilizada na síntese formal da (+)-asenapina (128), por Baran e colaboradores132132 Chen, T–G.; Barton, L. M.; Lin, Y.; Tsien, J.; Kossler, D.; Bastida, I.; Asai, S.; Bi, C.; Chen, J. S.; Shan, M.; Fang, H.; Fang, F. G.; Choi, H–w.; Hawkins, L.; Qin, T.; Baran, P. S.; Nature 2018, 560, 350.
Esquema 32
Dessimetrização através de catálise via paládio aplicada à síntese da (+)-agelastatina A (143), por Trost e colaboradores134134 Trost, B. M.; Dong, G.; J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6054.
Esquema 33
Dessimetrização através de catálise via paládio aplicada à síntese da (–)-agelastatina A (ent-143), pelo grupo de Trost135135 Trost, B. M.; Dong, G.; Chem. Eur. J. 2009, 15, 6910.
Esquema 34
Síntese total do (+)-neopeltolídeo (152) através de uma dessimetrização via metátese de olefinas, por Hoveyda, Schrock e colaboradores136136 Yu, M.; Schrock, R. R.; Hoveyda, A. H.; Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 215.
Esquema 35
Síntese do (−)-conduritol C (163), pelo grupo de Johnson137137 Johnson, C. R.; Plé, P. A.; Adams, J. P.; J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1991, 1006.
Esquema 36
Síntese da (+)-pancrastistatina (169), por Sarlah e colaboradores138138 Hamrock, S. J.; Sheridan, R. S.; J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 9247.
Esquema 37
Dessimetrização aplicada à síntese do (−)-hirsuteno (177), por List e colaboradores142142 Chandler, C. L.; List, B.; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6737.
Esquema 38
Preparação do substrato centrossimétrico 178, pelo grupo de Nelson145145 Holland, J. M.; Lewis, M.; Nelson, A.; Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 4082; Holland, J. M.; Lewis, M.; Nelson, A.; J. Org. Chem. 2003, 68, 747.
Esquema 39
Dessimetrização aplicada à síntese do (+)-hemibrevetoxina (186), por Nelson e colaboradores145145 Holland, J. M.; Lewis, M.; Nelson, A.; Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 4082; Holland, J. M.; Lewis, M.; Nelson, A.; J. Org. Chem. 2003, 68, 747.
Esquema 40
Dessimetrização do dialdeído centrossimétrico 187, pelo grupo de Benedetti e Micouin. O produto 189 apresenta quiralidade planar147147 Delcourt, M.–L.; Felder, S.; Benedetti, E.; Micouin, L.; ACS Catal. 2018, 8, 6612.
Esquema 41
Dessimetrização da piperazina centrossimétrica 190 aplicada à síntese da (+)-dragmacidina A (193), por Nelson e colaboradores148148 Anstiss, M.; Nelson, A.; Org. Biomol. Chem. 2006, 4, 4135.
Figura 10
Padrões estruturais identificáveis. A: Alcaloides tropano (194); B: Estereotríades 195a-d presentes em policetídeos
Esquema 42
Biossíntese simplificada do Taxol® (121)
Esquema 43
Reconhecimento de padrão em síntese total. A: (+)-verbenona (199) utilizada na síntese do Taxol® (121). Síntese do (–)-∆99 Pavia, D. L.; Lampman, G. M.; Kriz, G. S.; Introduction to Spectroscopy, 5th ed., Cengage Learning: Stamford, 2014.-tetra-hidrocanabinol (202) a partir do (S)-cis-verbenol (200) (B) e do (+)-limoneno (203) (C)
Esquema 44
Conversão biocatalisada de (+)-α-pineno (205) em (+)-verbenona (199)168168 Dethe, D. H.; Dherange, B. D.; J. Org. Chem. 2018, 83, 3392. e (S)-cis-verbenol (200)161161 Mechoulam, R.; Braun, P.; Gaoni, Y.; J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 4552.
Esquema 45
A: Racemização observada na síntese da (±)-adunctina B 206. B. Mecanismo da racemização168168 Dethe, D. H.; Dherange, B. D.; J. Org. Chem. 2018, 83, 3392.
Esquema 46
Reconhecimento de padrões aplicado à (±)-vernolepina (212). A: Análise retrossintética. B: Síntese total, por Danishefsky e colaboradores172172 Danishefsky, S.; Kitahara, T.; Schuda, P. F.; Etheredge, S. J.; J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 3028; Danishefsky, S.; Schuda, P. F.; Kitahara, T.; Etheredge, S. J.; J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 6066.
Figura 11
Diferentes perspectivas para a morfina (219, adaptado de Trauner, 2018174 Trauner, D.; Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 4177.)182182 Para o isolamento, ver: Spinella, A.; Mollo, E.; Trivellone, E.; Cimino, G.; Tetrahedron 1997, 53, 16891; Para a síntese total, ver: Amarasinghe, K. K. D.; Montgomery, J.; J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9366.
Esquema 47
Isomerização da meso-quimonantina (220) na meso-calicantina (221). A: Condições reacionais. B: Visualização simplificada do processo de isomerização177177 Hall, E. S.; McCapra, F.; Scott, A. I.; Tetrahedron 1967, 23, 4131.
Figura 12
Exemplos selecionados de produtos naturais contendo simetria bilateral
Esquema 48
Síntese total da (+)-dixiamicina B (228) por Baran e colaboradores181181 Rosen, B. R.; Werner, E. W.; O’Brien, A. G.; Baran, P. S.; J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5571.
Esquema 49
Síntese total do (+)-testudinariol A (229), por Amarasinghe e Montgomery182182 Para o isolamento, ver: Spinella, A.; Mollo, E.; Trivellone, E.; Cimino, G.; Tetrahedron 1997, 53, 16891; Para a síntese total, ver: Amarasinghe, K. K. D.; Montgomery, J.; J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9366.
Esquema 50
Síntese total dos (−)-cilindrociclofanos A e F (233a e 233b) por Smith e colaboradores184184 Para a síntese total, ver: Smith, A. B., III; Kozmin, S. A.; Adams, C. M.; Paone, D. V.; J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4984.
Esquema 51
Síntese total do macrolídeo (−)-cianolídeo A (237) por Waldeck e Krische186186 Para o isolamento, ver: Pereira, A. R.; McCue, C. F.; Gerwick, W. H.; J. Nat. Prod. 2010, 73, 217; Para a síntese total, ver: Waldeck, A. R.; Krische, M. J.; Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 4470.
Esquema 52
Síntese total do macrolídeo (−)-clavosolídeo A (239) por Haydl e Breit188188 Para o isolamento, ver: Rao, M. R.; Faulkner, D. J.; J. Nat. Prod. 2002, 65, 386; Erickson, K. L.; Gustafson, K. R.; Pannell, L. K.; Beutler, J. A.; Boyd, M. R.; J. Nat. Prod. 2002, 65, 1303; Para a síntese total, ver: Haydl, A. M.; Breit, B.; Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 15530.
Esquema 53
Síntese total da (+)-γ-actinorodina (243), por Neumeyer e Brückner189189 Neumeyer, M.; Brückner, R.; Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 3383.
Esquema 54
Síntese total da (±)-carpanona (247) por Chapman e colaboradores190190 Chapman, O. L.; Engel, M. R.; Springer, J. P.; Clardyy, J. C.; J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 6696.
Esquema 55
Análise retrossintética para o (−)-sarcandrolídeo J (252), evidenciando a simetria escondida198198 Yuan, C.; Du, B.; Deng, H.; Man, Y.; Liu, B.; Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 637.
Esquema 56
Preparação de um intermediário avançado utilizado em uma síntese convergente do (−)-sarcandrolídeo J (252), segundo Liu e colaboradores198198 Yuan, C.; Du, B.; Deng, H.; Man, Y.; Liu, B.; Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 637.
Esquema 57
Síntese convergente do (−)-sarcandrolídeo J (252) através do acoplamento de dois fragmentos oriundos do mesmo intermediário avançado, por Liu e colaboradores198198 Yuan, C.; Du, B.; Deng, H.; Man, Y.; Liu, B.; Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 637.
Esquema 58
Análise retrossintética para o (−)-anfidinolídeo F (264), evidenciando a simetria escondida201201 Mahapatra, S.; Carter, R. G.; Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 7948.
Esquema 59
Preparação de um intermediário avançado utilizado na síntese convergente do (−)-anfidinolídeo F (264), segundo Carter e colaboradores202202 Mahapatra, S.; Carter, R. G.; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10792.
Esquema 60
Síntese convergente do (−)-anfidinolídeo F (264), através do acoplamento de dois fragmentos (265 e 266) sintetizados a partir do mesmo intermediário avançado 267, por Carter e colaboradores202202 Mahapatra, S.; Carter, R. G.; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10792.
Esquema 61
Análise retrossintética para a (+)-espongistatina 1 (278) evidenciando a simetria escondida, por Ley e colaboradores203203 Ball, M.; Gaunt, M. J.; Hook, D. F.; Jessiman, A. S.; Kawahara, S.; Orsini, P.; Scolaro, A.; Talbot, A. C.; Tanner, H. R.; Yamanoi, S.; Ley, S. V.; Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5433.
Esquema 62
Preparação do intermediário avançado 283 utilizado na síntese da (+)-espongistatina 1 (278) utilizando simetria escondida, por Ley e colaboradores204204 Gaunt, M. J.; Jessiman, A. S.; Orsini, P.; Tanner, H. R.; Hook, D. F.; Ley, S. V.; Org. Lett. 2003, 5, 4819.
Esquema 63
Preparação de dois fragmentos da (+)-espongistatina 1 (278) a partir do mesmo intermediário avançado, por Ley e colaboradores203203 Ball, M.; Gaunt, M. J.; Hook, D. F.; Jessiman, A. S.; Kawahara, S.; Orsini, P.; Scolaro, A.; Talbot, A. C.; Tanner, H. R.; Yamanoi, S.; Ley, S. V.; Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5433.
Esquema 64
Síntese convergente da (+)-espongistatina 1 (278), através do acoplamento de dois fragmentos sintetizados do mesmo intermediário avançado, por Ley e colaboradores203203 Ball, M.; Gaunt, M. J.; Hook, D. F.; Jessiman, A. S.; Kawahara, S.; Orsini, P.; Scolaro, A.; Talbot, A. C.; Tanner, H. R.; Yamanoi, S.; Ley, S. V.; Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5433.
Figura 13
Comparação entre compostos contendo eixos C2 (A), centros pseudo-assimétricos (B) e pseudo-eixo C2 (C)
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