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Química orgânica
Curso: Química orgânica > Unidade 7
Lição 3: Reações dos alcoóis- Oxidação de álcoois I: Estados de oxidação e mecanismo
- Oxidação de álcoois II: exemplos
- Reações redox biológicas
- Proteção de álcoois
- Preparação de mesilatos e tosilatos
- Reações SN1 e SN2 de álcoois
- Formação de ésteres de nitrato
- Preparação de haletos de alquila a partir de álcoois
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Preparação de haletos de alquila a partir de álcoois
Como converter um álcool em um haleto de alquila. Versão original criada por Jay.
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Transcrição de vídeo
RKA4JL – Olá, meu amigo
e minha amiga. Nesse vídeo nós vamos ver a preparação
de halogenetos de alquila a partir de álcoois. Se adicionarmos o SOCl₂, que é chamado de cloreto de tionino
(vamos marcar aqui) e piridina, nós vamos substituir o OH do álcool
por um átomo de cloro. E este mecanismo ocorrerá
de acordo com o mecanismo SN2, o que significa que só vai funcionar
para álcoois primários ou secundários. Se tivermos um centro de quiralidade no carbono, nós vamos obter um produto final
com a configuração invertida. Então vamos dar uma olhada
no mecanismo. Vamos colocar aqui um álcool, nós temos o carbono fazendo as suas
quatro ligações, ligadas ao oxigênio, e o oxigênio ligado ao hidrogênio. O oxigênio com seus
dois pares de elétrons disponíveis. Vamos desenhar aqui
o cloreto de tionila. Então nós temos o enxofre
fazendo duas ligações com o oxigênio, seus dois pares de elétrons
desemparelhados e ligados a um cloro. O cloro é da família 7A,
seis elétrons. O outro cloro também com um,
dois, três, quatro, cinco, seis elétrons e o enxofre com um par de elétrons aqui,
fugindo da regra do octeto. O que vai acontecer? Um dos pares isolados do oxigênio vai vir
e atacar o enxofre. Por outro lado,
a ligação pi vai vir para o oxigênio. Então o que nós vamos ter
neste primeiro passo? Nós vamos ter o carbono fazendo uma,
duas, três, quatro ligações, ligado ao oxigênio,
agora com somente um par de elétrons, ligado ao hidrogênio. O oxigênio ligado ao enxofre, o enxofre ligado a outro oxigênio
que tinha dois pares, ganhou mais um
e ficou com três pares, adquirindo uma carga negativa. Esse oxigênio
com uma carga positiva, o enxofre ligado ao cloro, o cloro com os seus três
pares de elétrons disponíveis e o enxofre ligado ao outro cloro, também com os seus
três pares de elétrons disponíveis e com esse par de elétrons disponível. E no nosso próximo passo,
o que vai acontecer? Vai acontecer a formação dessa ligação dupla
entre o oxigênio e o enxofre. Então vem esse par de elétrons
para formar essa ligação. Por outro lado, esse par de elétrons
entre o enxofre e o cloro vai para o cloro. Então o que nós vamos ter aqui
de composto intermediário? Nós vamos ter o carbono
com as suas três ligações ligado ao oxigênio,
com seu par de elétrons disponível, e este ligado ao hidrogênio,
com sua carga positiva. O oxigênio ligado ao enxofre, e o enxofre, agora,
fazendo dupla com outro oxigênio que tem somente
dois pares de elétrons e ligado também ao cloro de baixo com um, dois, três, quatro, cinco, seis elétrons, ou seja, três pares. O enxofre ainda com esse par de elétrons disponível. Quem saiu?
Saiu o cloro. Ele tinha três pares,
um, dois, três, ganhou mais um, ficou com quatro pares
e com sua carga negativa. Nessa parte do mecanismo,
a piridina vem junto. Ela é uma base, parece um anel aromático
com o nitrogênio. Vai funcionar como uma base de Brönsted-Lowry
e atacar o próton do oxigênio. Então vamos desenhar
a piridina aqui. Ela tem cinco átomos de carbono, um, dois, três, quatro, cinco,
ligado aqui no nitrogênio. O nitrogênio
com um par de elétrons disponível e ligações duplas e simples se alternando. O que vai acontecer? Como ela funciona
com a base de Brönsted-Lowry, ela vai atacar o próton,
que é o H⁺, então ela vem e ataca este H⁺,
arrancando-o, e, consequentemente, esse par de elétrons
do hidrogênio e do oxigênio vai para o oxigênio. Então o que nós vamos ter aqui produzido? Vamos ter um carbono
com as suas três ligações ligado ao oxigênio, o oxigênio com, agora, dois pares de elétrons
e ligado ao enxofre. Por sua vez, o enxofre
ligado ao outro oxigênio, que tem seus dois pares
ligados no cloro. O cloro com dois, quatro,
cinco, seis elétrons e o enxofre com o par de elétrons dele disponível. Agora temos aqui um grupo de saída melhor
do que o OH que estava no começo. E se pensarmos sobre
o mecanismo SN2 agora, saberemos que a ligação
entre o carbono e o oxigênio está polarizada. O oxigênio é mais eletronegativo,
vai puxar o par de elétrons para ele, vai gerar uma densidade de carga negativa. Por outro lado, o carbono vai ficar
com uma densidade de carga positiva. Então, o que vai acontecer? O Cl⁻ vai agir
como um nucleófilo. Ele vai atacar o carbono que está carregado positivamente nesse mecanismo SN2. Então vem esse par de elétrons do cloro. Ele vai vir e atacar o carbono
que está carregado positivamente. Portanto, o carbono é um eletrófilo. Consequentemente,
o que vai acontecer? O par de elétrons dessa ligação
entre o carbono e oxigênio vai vir para o oxigênio e o enxofre e acabar empurrando o par de elétrons
da ligação do enxofre com o cloro para o cloro. Então, como vai ficar o nosso produto? Nós temos aqui o carbono
fazendo suas quatro ligações. Quem entrou nele?
O cloro. Esse par de elétrons
foi para o enxofre com o oxigênio, produzindo aqui o SO₂ e o cloro com seus primeiro,
segundo e terceiro pares, e ganhou mais um par de elétrons,
com sua carga negativa. Então, fizemos isso: substituindo o nosso grupo OH
pelo átomo de cloro, foi formado um halogeneto de alquila. Então, esta é apenas uma maneira de formar
um cloreto de alquila a partir de um álcool. Vamos ver, agora, um exemplo de um álcool
com cloreto de tionila e piridina como base. Vamos desenhar aqui o álcool, o etanol. Então, dois carbonos ligados ao OH na presença do cloreto de tionila. Nós temos aqui SOCl₂,
a presença da piridina. Vamos colocá-la aqui. O que vai ser produzido? Primeiro, esse é um álcool primário, porque o carbono ligado à hidroxila
está ligado somente a um carbono e vai ocorrer a substituição do grupo OH
pelo grupo cloro. Então nós vamos ter produzido
este composto aqui em questão. Nós tínhamos o etanol
e produzimos o cloroetano. Como ele é um álcool primário,
funcionará melhor porque nós não vamos ter problemas
com a estereoquímica. Não precisamos nos preocupar com ela, uma vez que não teremos centros quirais
em nosso produto. Vejamos uma maneira de produzir
brometo de alquila. Vamos ver a sua reação geral. Então eu tenho um álcool,
vamos desenhá-lo. Nós temos o carbono aqui,
em forma de cunha, ligado a um ligante e o OH,
caracterizando o álcool. Ele vai reagir com o tribrometo de fósforo,
vamos colocar aqui o PBr₃. O que vai ser produzido? Nós vamos ter aqui o carbono
com o seu ligante em forma de cunha e entrou o bromo. Então essa é a reação genérica. Mais uma vez, esse mecanismo
é o mecanismo SN2. Portanto, nós podemos fazer
somente a reação com álcool primário
ou álcool secundário. E é possível a inversão de configuração
para os seus produtos, dependendo se há carbono quiral ou não. No mecanismo SN2,
precisamos usar o tribrometo de fósforo porque o grupo OH
não é o melhor grupo de saída. Vamos ver o mecanismo. Então nós temos aqui
o nosso álcool. Vamos colocar o carbono fazendo três ligações
e mais uma com o oxigênio. O oxigênio ligado ao hidrogênio,
com dois pares de elétrons desemparelhados. No tribrometo de fósforo
nós temos o fósforo ligado a três bromos. O bromo é da família 7A,
está fazendo uma ligação e tem três pares disponíveis. O outro bromo também com um,
dois, três pares disponíveis e mais um bromo com um,
dois, três pares disponíveis. E um par de elétrons no fósforo. O mecanismo é muito parecido
com o anterior. Esse par de elétrons do oxigênio vem
e ataca o fósforo. Por outro lado, um dos pares de elétrons do fósforo com o bromo vai para o bromo (vamos escolher este aqui:
vem para o bromo). O que nós vamos ter
como produto? Então o carbono,
com suas três ligações, ligado ao oxigênio,
agora com somente um par de elétrons, ele ligado ao hidrogênio, o oxigênio com sua carga positiva
ligado ao fósforo, o fósforo com seus elétrons
ligado a um bromo. O bromo com seus três pares de elétrons
ligado a outro bromo, também com os seus três pares de elétrons. O bromo que saiu
formou o íon brometo. Então nós tínhamos o Br
com seus três pares, ele ganhou mais um par de elétrons,
ficando aqui com sua carga negativa. Mais uma vez, fizemos um grupo
de saída melhor do que o OH. Pensando no nosso mecanismo SN2, onde, mais uma vez,
o que vai acontecer? O oxigênio é mais eletronegativo
e vai puxar o par de elétrons para ele, vai gerar uma densidade
de carga positiva no carbono, que é um eletrófilo, e o bromo vai atuar
como um nucleófilo. Então, um dos pares de elétrons do bromo
vai vir e atacar o carbono. O que vai acontecer? Esse par de elétrons do carbono
com o oxigênio vai para o oxigênio. Então o que nós vamos ter aqui
como produto? Vamos ter o carbono
com as suas quatro ligações. Quem que entrou aqui?
O bromo. O que nós temos aqui? H, O, fósforo
e o Br₂. Então formamos
o nosso brometo de alquila. Mais um exemplo:
nós temos aqui o etanol. Se quisermos convertê-lo
em brometo de etila, o que precisaremos é adicionar
o tribrometo de fósforo. Então, vamos colocar aqui o PBr₃, e é claro que vamos substituir o grupo OH pelo bromo. Então nós vamos ter aqui esse produto,
que é o brometo de etila. E assim, essa é uma maneira de preparar
halogenetos de alquila a partir de álcoois.