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Química orgânica
Curso: Química orgânica > Unidade 6
Lição 4: Reações de alcenosFormação de haloidrina
Reação de um alceno com um halogênio diatômico e água, convertendo a dupla ligação em uma ligação simples sendo o halogênio e a hidroxila os substituintes. Versão original criada por Jay.
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- porque o uso do sufixo idrina para esses tipos de compostos? Grato...(1 voto)
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RKA8JV Essa é a reação geral para a formação
de haloidrina a partir de alcenos. Então aqui a gente tem o nosso alceno, e a gente vai adicionar
um halogênio e água. A gente pode ver que o halogênio e o OH vão sofrer uma adição "anti", ou seja, eles vão ser adicionados
em lados opostos de onde a gente tinha nossa ligação dupla. Esta reação começa exatamente do
mesmo jeito da reação de halogenação. Então, a gente vai ter o nosso halogênio
se aproximando no nosso alceno. Vamos desenhar aqui, também,
os elétrons desses átomos. A molécula do halogênio apolar, porque os 2 átomos têm exatamente
a mesma eletronegatividade. Mas, quando ela se aproxima
do nosso alceno, os elétrons aqui que
eu vou pintar em lilás, os elétrons "π" desta ligação, podem induzir um dipolo, então, os elétrons em azul são empurrados
para mais perto do átomo de cima, o que dá para ele uma
carga parcial negativa, e este átomo de baixo fica com
uma carga parcial positiva. Este halogênio aqui de baixo
agora é um eletrófilo, então, ele quer elétrons e vai pegar
esses elétrons da ligação "π". Então, estes elétrons em lilás
agora vão fazer uma ligação com este halogênio aqui de baixo. Esses elétrons, por sua vez,
vão se ligar a este carbono da esquerda, e, ao mesmo tempo que isso acontece, os elétrons em azul são empurrados
para o halogênio de cima. Vamos desenhar os resultados disso, então. A gente vai ter aqui os nossos 2 carbonos, e agora, os elétrons em lilás vão fazer uma ligação entre o carbono
da direita e o nosso halogênio. Então, vamos indicar esses elétrons aqui
fazendo essa nova ligação. Esses elétrons que eu vou
pintar em vermelho, agora, vão fazer a ligação
entre o halogênio e este carbono aqui da esquerda. Este halogênio ainda tem
2 pares solitários de elétrons e uma carga formal positiva. Agora, se a gente pensa no íon halônio
cíclico que a gente acabou de formar, este halogênio é muito eletronegativo, então, ele vai atrair estes elétrons
em lilás para perto dele, deixando este carbono com
uma carga parcial positiva. Na próxima etapa, a gente vai
ter uma molécula de água, e a água vai atuar como nucleófilo, então, um dos pares solitários
de elétrons da água vai se ligar este carbono aqui
da direita, que é o nosso eletrófilo. Quando isso acontece,
os nossos elétrons aqui em lilás são empurrados para o nosso halogênio. Vamos ver o resultado disso. Agora, o nosso halogênio vai estar
ligado ao carbono aqui da esquerda. Ele tinha 2 pares solitários
de elétrons e ele ganhou mais 1, ficando então com 3. O carbono da direita continua ligado
aos dois grupos que ele já estava ligado, e agora ele se liga também
ao oxigênio da água. Esse oxigênio só tem
1 par solitário de elétrons, que dá para ele uma carga formal positiva. Então, esses elétrons
que eu vou pintar aqui em azul, agora estão fazendo essa ligação
entre o carbono e oxigênio. Agora, a gente está quase acabando e a nossa última etapa vai ser
basicamente uma reação ácido-base. Para essa etapa, a gente vai ter
uma outra molécula de água. Agora, um dos pares
solitários do oxigênio vai funcionar como uma
base e vai pegar esse próton, deixando estes elétrons
para trás no oxigênio. Agora, a gente acabou o mecanismo e a gente formou a nossa haloidrina. O carbono aqui da esquerda agora vai
estar ligado ao nosso halogênio, ele tem 3 pares solitários de elétrons. Agora, o OH está ligado
ao nosso carbono da direita, do lado oposto ao que foi
adicionado o nosso halogênio. Vamos seguir em frente
e fazer um exemplo agora, para investigar um pouco melhor
a estereoquímica dessa reação. Para esse exemplo, a gente vai
começar com esse alceno e a gente adicionar a ele bromo e água. A gente vai pensar nessa
reação de dois jeitos. Vamos começar aqui na esquerda, então, a gente vai reagir com
o bromo, Br₂, e água, H₂O. Depois a gente vai voltar e fazer
a reação aqui pela direita, também com o bromo e a água. Começando aqui pela esquerda, vamos pensar na formação
do nosso íon bromônio. Vamos pensar que ele vai
ser formado desta forma, com o átomo de bromo
aqui em cima da molécula. Este bromo tem 2 pares
solitários de elétrons e uma carga formal positiva. Agora, pensando nesse carbono
que eu vou pintar aqui em azul, no nosso íon bromônio,
ele vai ser este carbono aqui. Ele tem também
o grupo "metil" ligado a ele. Neste caso, o grupo "metil" vai estar
apontando para baixo no espaço. Na próxima etapa, a gente tem
uma molécula de água, e essa molécula vai se ligar a 1 carbono, mas aqui ela vai ter duas opções. Ela pode desligar a este
carbono aqui da esquerda ou se ligar ao carbono da direita. É provado que o oxigênio vai se ligar
ao carbono mais substituído. Se a gente pensa neste
carbono aqui da esquerda, ele está ligado a dois outros carbonos, então, a gente pode pensar neste carbono como um carbocátion parcial secundário. Se a gente olha para este
carbono aqui da direita, ele está ligado a 3 outros carbonos, então, a gente pode pensar nele
como um carbocátion parcial terciário. E a gente sabe que um
carbocátion terciário é mais estável do que um secundário. Então, este par de elétrons do oxigênio
vai se ligar o nosso eletrófilo, que vai ser o nosso carbono da direita. Quando isso acontece, esses elétrons
são deixados no bromo. Agora, vamos liberar um espaço
para ver como fica o resultado disso. Depois dessa movimentação de elétrons, a gente vai ter aqui o nosso anel, o bromo vai estar ligado ao
nosso carbono aqui da esquerda, e ele tem agora 3 pares
solitários de elétrons. Quando a molécula de água se liga aqui
por baixo, no nosso carbono da direita, o grupo "metil" é empurrado
para cima do plano. Então aqui está o nosso grupo "metil". Agora para baixo deste carbono,
a gente vai ter ligação com o oxigênio. Ele ainda está ligado aos 2 hidrogênios, e agora ele só tem
1 par solitário de elétrons, o que dá para ele
uma carga formal positiva. Mais uma vez, vamos seguir esses elétrons. Então, esses elétrons
que eu vou pintar aqui em azul, agora, fazem esta ligação
entre o carbono e oxigênio. A gente vai voltar aqui em cima e pensar na formação do íon
bromônio de um jeito diferente. Aqui pela esquerda, a gente mostrou
o bromo se ligando por cima do plano, mas ele poderia também
se ligar aqui por baixo. Vamos ver como fica isso, então. Aqui na direita, a gente vai mostrar outra
possibilidade do íon bromônio. Neste caso, o bromo vai se ligar
aqui por baixo da molécula. Ele tem 2 pares solitário de elétrons
e uma carga formal positiva. O carbono, que tem o grupo "metil",
que está aqui pintado em azul, é este carbono aqui que eu vou
pintar em azul também. Então, vamos colocar esse
grupo "metil" aqui também. Na próxima etapa, a gente
tem a molécula de água, assim como aconteceu
do nosso lado esquerdo. Este oxigênio da água tem 2 opções
de carbono para se ligar. Ele pode se ligar a este carbono
da esquerda ou ao carbono da direita. A gente sabe que o nosso
carbono da direita é o carbocátion parcial mais estável. Então, o oxigênio vai se ligar
ao nosso carbono da direita, o que que deixa esses elétrons
para trás no bromo. Agora vamos um pouco para baixo
para ver o resultado disso. Depois da movimentação dos elétrons, a gente vai ter aqui o nosso anel, o oxigênio vai estar ligado
a este carbono aqui aqui da direita. Ele ainda está ligado aos 2 hidrogênios e ele só tem 1 par solitário de elétrons,
o que dá para ele uma carga positiva. Quando o oxigênio se liga aqui por cima, o grupo "metil" deste carbono
é empurrado para baixo. Então, aqui está o nosso grupo "metil". O bromo vai estar ligado
ao nosso carbono da esquerda. Então, aqui está o nosso bromo com 3 pares solitários de elétrons. E agora, na nossa última etapa, a gente vai ter a retirada de 1 próton, em uma reação ácido-base. Então, aqui a gente vai ter
uma molécula de água, que vai funcionar como uma base, então, um dos pares solitário
de elétrons do oxigênio vai pegar esse próton, deixando esses
elétrons para trás neste oxigênio. Agora a gente pode desenhar
o nosso produto final. Vamos imaginar que a gente está
olhando essa molécula aqui por cima. A gente vai ter o nosso anel, e o carbono, que tem o grupo "metil",
vou pintá-lo aqui em azul claro, é este carbono aqui. Então, ele vai ter um grupo "metil"
vindo na nossa direção no espaço, então, a gente desenha-o como uma cunha, e ele vai ter também um OH
se afastando da gente no espaço, então, a gente desenha
esse OH como traços. O bromo por sua vez, está vindo
na nossa direção no espaço, então a gente desenha ele aqui
como uma cunha. Este é um dos nossos produtos possíveis. Agora, para a molécula aqui da direita, a gente vai supor que aconteceu
o mesmo processo, que a água veio, retirou esse próton, e agora, a gente pode desenhar
o nosso produto final, também imaginando que a gente está
vendo esta molécula aqui de cima. Vamos, então, desenhar
o nosso produto final. A gente vai ter aqui o nosso
anel de carbonos. Vamos desenhar a nossa última etapa, em que a água vai funcionar como uma base. Então, um dos pares de elétrons deste
oxigênio vai pegar este próton, deixando esses elétrons para trás
neste oxigênio aqui. Agora, a gente vai ter o nosso OH
vindo na nossa direção no espaço, então, vamos desenhá-lo como cunha. O grupo "metil" está se afastando
da gente no espaço, então, vamos desenhá-lo como traços. No nosso outro carbono, o bromo está
se afastando da gente no espaço, então, vamos desenhá-lo
também como traços. Aqui está o nosso bromo. Estes são os nossos produtos finais. Em ambos a gente pode perceber
que o OH e o bromo sofreram uma adição "anti". A gente pode perceber também
que estes produtos são enantiômeros, eles são a imagem espelhada
não sobreponível um do outro. Para o nosso carbono de cima
aqui no produto da esquerda, a gente tem um grupo "metil"
se aproximando da gente e 1 OH se afastando da gente. Para este mesmo carbono
aqui no produto na direita, a gente tem o OH
se aproximando da gente e o grupo "metil'' se afastando. Para o carbono de baixo,
aqui no produto da esquerda, a gente tem 1 bromo
se aproximando da gente. Para este mesmo carbono,
no produto da direita, o bromo está se afastando
da gente no espaço. A gente pode perceber, então, que estes
produtos têm configurações opostas, o que significa que eles são enantiômeros.