Nomenclatura e preparação de epóxidos

RKA8JV - Olá meu amigo e minha amiga. É possível ter éteres de diferentes tipos de cadeia fechada, mas os mais estudados são os epóxidos, devido a sua auto-reatividade. Aqui nós temos o epóxido mais simples, e um nome para ele seria óxido de etileno, pois essa molécula é produzida a partir do etileno. Nós temos 2 carbonos. Mas a nomenclatura segundo a IUPAC, nós vamos numerar aqui a parte carbônica, 1, 2. Como tem 2 carbonos na cadeia, nós vamos usar prefixo "2-ete", só ligação simples, "an", terminação "o". Aonde que oxigênio está ligado ao epóxi? No carbono 1 e 2. Então, nós vamos ter 1,2-epóxi etano. Esta é nomenclatura oficial para este composto. Vamos fazer um outro exemplo aqui. Nós temos o oxigênio ligado aos 2 carbonos, formando o epóxi. Aqui nós temos um metil, outro metil e mais um metil para cá. Então, a primeira coisa que nós precisamos fazer é marcar a cadeia com maior quantidade de carbono. Então, essa vai ser a cadeia 1, 2, 3 e 4. Precisamos numerar de tal forma que o os carbonos que estão ligados ao oxigênio estejam nos menores números e o radical também. Então, nós vamos numerar da esquerda, 1, 2, 3, 4. Vamos dar nome à cadeia. Como tem 4 carbonos na cadeia, prefixo "but", só ligação simples, "an", terminação "o". Muito bem, onde está o grupo epóxi? Está no carbono 2 e 3. Então, vamos colocar aqui, "2,3-epóxi", aí nós temos o radical com 1 carbono só, que é o metil, ele está no carbono 2. Então, vai ficar 2-metil-2,3-epóxi-butano. Este é o nome oficial segundo a IUPAC para esta estrutura. Como vamos fazer os epóxidos? Já vimos uma maneira de fazê-los em vídeos anteriores. Começando com um alceno, vamos desenhar aqui. Carbono fazendo dupla ligação com outro carbono. Adicionando ácido peróxi, que é muito semelhante ao ácido carboxílico, tendo um oxigênio a mais. E no mecanismo para a epoxidação de alceno, tem um produto aqui que nós já vimos no vídeo anterior. Então nós vamos ter o "O" ligado ao carbono, o carbono ligado no outro "O", formando o epóxi com os seus ligantes para frente e para trás. Então, neste vídeo, vamos abordar uma outra forma para fazer epóxidos usando haloidrinas. Então, para fazer uma haloidrina, nós começamos com um alceno, então, está aqui, o carbono fazendo dupla com outro carbono. Nós adicionamos um halogênio e água. Nós vamos adicionar, como halogênio, o bromo e água, e H₂O. O que vai acontecer? Um bromo e o OH vai ser adicionado nos carbonos da dupla, em lados opostos. Então vamos ver o que nós vamos ter aqui. Carbono-carbono, 1 OH, e aqui no lado oposto nós vamos ter 1 bromo. Aí, o que nós vamos ter? Um ligante deste lado, um outro para cá, mais um ligante deste lado e um o outro para cá. Esta molécula é chamada de haloidrina. Novamente, se quiser, confira em vídeos anteriores o nosso mecanismo. Formando haloidrina, nós podemos usá-la para formar o epóxido. Vamos desenhá-la aqui de novo. Então, nós temos 1 carbono ligado no outro carbono, este carbono com o ligante aqui, um outro ligante deste lado, bromo aqui embaixo, este carbono com o OH. Lembrando que o oxigênio é da família 6A, tem 2 pares de elétrons disponíveis, um ligante aqui e outro ligante deste lado. O que nós precisamos fazer é interagir com uma base forte. Então, nós vamos usar como base, o hidróxido de sódio, NaOH. Então nós temos o Na⁺, OH⁻. Lembrando que o oxigênio tem seus 2, 3 pares de elétrons disponíveis. O que vai acontecer? O oxigênio vai funcionar como uma base e vai vir e atacar este H⁺ do álcool que vai funcionar como um ácido fraco. Por outro lado, este perde elétrons vai para o oxigênio. O que nós vamos produzir neste processo? Então nós temos o carbono ligado a um outro carbono. Este ligante deste lado, mais um ligante aqui, o bromo nesta posição. Deste lado, o oxigênio tinha seus 2 pares, recebeu mais 1, ficou com 3 pares, mais um ligante deste lado e um outro ligante aqui embaixo, com sua carga negativa. No próximo passo, precisamos pensar novamente na polarização da ligação do carbono com o halogênio. Então, o que vai acontecer? O bromo é mais eletronegativo, vai puxar o par de elétrons para ele, vai gerar uma densidade de carga negativa, o carbono com a densidade de carga positiva, então, o nosso alcóxido que foi formado quando o álcool foi desprotonado, que tem uma carga negativa, ele vai atuar como um nucleófilo. Então, o que ele vai fazer? Um par de elétrons dele vai vir e atacar o nosso carbono que está com carga positiva, portanto, é um eletrófilo, e esse par de elétrons vai ser empurrado para o bromo. Então, esta é realmente uma síntese de Williamson intramolecular, onde o alcóxido é um nuclefílico tipo é SN2. Então, o que vai ser produzido? Nós temos o oxigênio, agora ele se ligou neste carbono, ligado no outro carbono, o bromo saiu, nós vamos ter um ligante deste lado, outro ligante aqui, mais um ligante deste lado e um outro ligante aqui. Vamos ver mais um exemplo, agora, envolvendo um ciclohexeno. Vamos desenhá-lo aqui, 1, 2, 3, 4, 5, 6 carbonos e uma dupla ligação. Nós temos duas maneiras de produzir epóxido. Na primeira maneira, nós vamos adicionar um ácido peróxi, o ácido peróxi-acético. Vamos desenhá-lo aqui. Nós temos 1 carbono ligado a outro carbono, fazendo uma dupla com o oxigênio, ligado no oxigênio, este ligado a mais um oxigênio e ele ligado ao "H". Muito parecido com o ácido acético, somente um oxigênio a mais. O que vai acontecer? Vai formar o nosso epóxido, 1, 2, 3, 4, 5, 6 átomos de carbono. Vou desenhar aqui em forma de cunha ligado, o nosso oxigênio. Para dar nome nisto, nós temos um ciclohexano, "ciclo", cadeia fechada, com 6 carbonos, "hex", "an", e "o". Qual posição que está o epóxi? Posição 1 e 2, então nós temos aí, 1,2-epóxi-ciclohexano. Então está aí o nome para este composto. Na segunda forma de ser produzido, nós vamos usar, na primeira etapa, um halogênio, que vai ser o bromo, na presença de água. Vai ser produzido aqui, a haloidrina. E no segundo passo, nós vamos usar uma base forte, que vai ser o hidróxido de sódio, e obteremos o epóxido na síntese intramolecular de Williamson. Vamos obter o mesmo produto. Vamos desenhá-lo aqui, o mesmo produto, em forma de cunha e aqui em forma de cunha, ligado o oxigênio. Agora, para esta reação, nós não temos que preocupar com a esteroquímica, porque se adicionarmos outro oxigênio, do lado diferente aqui do anel, ele vai ser exatamente igual aos outros, vai ficar 1,2-epóxi-ciclohexano. Então veremos a estereoquímica no próximo vídeo, quando adicionarmos oxigênio em diferentes lados.