Redução de alcinos

RKA4JL - Neste vídeo, vamos examinar duas maneiras para reduzir alquinos. A primeira maneira é uma reação que já vimos antes, a reação de hidrogenação. E nós vimos antes a reação em que alcenos hidrogenados formam alcanos e aqui vamos hidrogenar alquinos para transformar em alcenos. E para fazer esta reação de hidrogenação, nós precisamos de um pouco de hidrogênio gasoso. Então, aqui, um pouco de H₂. E também precisamos de um metal catalisador, e vamos usar o lindlar palladium, que é um tipo especial de catalisador. Ele catalisará a redução do alquino à esquerda para alceno à direita. No entanto, a redução de alceno para alcano está muito lenta, tão lenta que podemos pará-la se o nosso objetivo for apenas a produção de alcenos. Então, esta reação aqui forma um alceno cis e uma adição sin dos nossos hidrogênios. Aqui temos, então, dois hidrogênios adicionados do mesmo lado, Temos aqui o veneno catalisador lindlar palladium que reduzirá o alquino para alceno e produzirá um alceno cis. Então, é assim que se produz um alceno cis. Agora, vamos dar uma olhada como fazer para produzir um alceno trans. Aqui está o nosso alcino, com uma tripla ligação, e vamos adicionar sódio metálico e também adicionar amônia líquida, para assim formar um alceno trans. Então, aqui vou colocar um hidrogênio oposto ao outro. E esta é a forma de um alceno trans. Isso é feito por uma adição anti de hidrogênio. Então, temos os dois hidrogênios adicionados de lados opostos. Vamos agora dar uma olhada no mecanismo para transformar este alceno trans. Então, eu começo com o meu alcino deste lado, coloco dois carbonos aqui, um grupo R do meu lado esquerdo e vou fazer um grupo R do lado direito. Só que, para diferenciar, vou colocá-lo como R1. Então, aqui vamos começar com o sódio, que sabemos que está no grupo um. Sua camada de valência tem um elétron. Este átomo de sódio vai doar o seu elétron da camada de valência para o alcino, e quando mostramos o movimento de apenas um elétron fazemos isso com o desenho de uma seta de meia cabeça. Então, esta seta aqui tem apenas um lado, e quando isto ocorre, uma dessas ligações entre os carbonos quebra e um dos elétrons passa para este carbono da direita e outro elétron passa para o carbono da esquerda. Então, vamos desenhar agora o resultado de toda essa movimentação de elétrons. Temos aqui então o grupo R, agora temos apenas a ligação dupla entre os carbonos e o nosso grupo R1 aqui. O carbono da direita pegou um elétron do sódio e também pegou um elétron da quebra da ligação. Então, agora temos dois elétrons ao redor deste carbono, o que nos dá uma carga de -1 sobre este carbono. Logo, este é um carbânion. É um ânion aqui. Já o carbono da esquerda pegou apenas um elétron da quebra da ligação, então falamos que isso é um radical ânion que se formou aqui. Agora temos esses elétrons que estão bem juntos aqui, como desenhei, e nós sabemos que os elétrons são carregados negativamente e todos esses elétrons tendem a se repelir. Logo, isto não é mais um modo estável para esta molécula. Os elétrons aqui vão tentar se repelir, vão tentar ficar o mais longe possível um do outro, então o que irá acontecer é que temos dois carbonos aqui, e digamos que dois elétrons ficam aqui, deste lado. E este elétron aqui vai até o lado oposto deles. Eles vão tentar ficar o mais longe possível um do outro, e a mesma coisa irá acontecer com os grupos R. Então, este grupo R ficará distante aqui e esse grupo R1 ficará mais distante, para cá. Logo, esta conformação trans fica mais estável. Então, este é o nosso carbânion carregado negativamente aqui. E o próximo passo do nosso mecanismo é lembrarmos que ainda temos a amônia presente nesta solução. Então, vamos desenhar uma molécula de amônia aqui e carbânion aqui vai atuar como base e tomar um próton da molécula de amônia. Logo, este par de elétrons irá formar um novo vínculo com este próton e esses elétrons irão para o nitrogênio. Bem, vamos desenhar aqui o nosso resultado: então temos os nossos dois carbonos, o nosso grupo R aqui, o nosso grupo R1 aqui e agora, este carbono da direita é ligado a um próton, que é ligado a um hidrogênio, assim. Ainda temos nosso radical aqui embaixo, então há um elétron neste carbono também. Tudo bem. Qual será o nosso próximo passo? Bem, há muito sódio presente, então aqui está um átomo de sódio com um elétron na camada de valência. O sódio vai doar este elétron para este carbono, então colocarei meia seta para mostrar aqui o movimento de um elétron. Vamos desenhar este resultado também. Então, temos até aqui o mesmo que ali em cima, e agora no carbono da esquerda temos mais um elétron, o que daria para este carbono uma carga de -1, que o transforma em um carbânion. Mais uma vez, a amônia está aqui ao redor, então aqui temos o NH₃, assim. E o mesmo irá acontecer como antes: a carga negativa irá pegar um próton e esses elétrons irão para o nitrogênio, aqui. Assim nós completamos o nosso mecanismo. Temos, então, os dois grupos R, um oposto ao outro, e ao adicionar os dois hidrogênios, eles também estarão um oposto ao outro. Então, formamos aqui um alceno trans. Bem, então vimos que este é o mecanismo para transformar um alceno trans. Agora vejamos alguns exemplos. Vamos começar com este alcino aqui. Então, temos dois carbonos com uma ligação tripla e vamos colocar um grupo metil de cada lado. Então, agora vamos fazer algumas reações diferentes. Na nossa primeira reação, uma reação de hidrogenação normal, temos aqui o gás hidrogênio e vamos usar a platina como o nosso catalisador. Então isto não é um veneno de catalisador, é um catalisador normal. O que acontece na primeira reação é que o alcino irá reduzir para alceno e também acontecerá a redução do alceno para o alcano, pois o nosso catalisador permite isso. Lembrando que, no começo do vídeo, quando adicionamos um veneno de catalisador, a reação parou no alceno. Mas se esse catalisador não é um veneno de catalisador, a reação ocorre até o alcano. Logo, esta reação está indo para o caminho de produção de um alcano. Então, vamos desenhar isto. Sabemos que existem quatro carbonos no meu início e haverá também quatro carbonos quando eu terminar aqui. Então, esses dois carbonos do centro irão virar CH₂ e, em ambos os lados, ainda temos os nossos CH₃. Então, o que será produzido é o butano como produto. Agora, além de usar o gás hidrogênio, vamos usar o lindlar palladium aqui, que como vimos antes, é um veneno de catalisador. Iremos reduzir o nosso alcino para alceno, então a reação irá parar. E você agora tem que pensar qual tipo de alceno será produzido. Nós vamos obter um alceno cis. Então, vamos desenhar aqui. Temos os dois carbonos e teremos os dois hidrogênios do mesmo lado e agora temos o nosso grupo metil, também do mesmo lado. Esse é o nosso produto desta reação, que será um alceno cis. E por último, vamos fazer mais uma reação utilizando, então, o mesmo material de partida. E vamos mudar aqui: desta vez vamos adicionar o sódio e também utilizar a amônia como o nosso solvente. Lembrando que isso irá reduzir o nosso alcino para um alceno, mas formará um alceno trans como produto. Então, para desenhar o produto aqui embaixo, certifique que os dois hidrogênios são trans um ao outro, ou seja, estão um do lado oposto do outro. E depois adicionamos o grupo metil, que também será oposto um do outro. Então, olhe bem agora: se utilizarmos na reação um veneno de catalisador, teremos como produto um alceno cis, ou se utilizarmos na redução amônia e sódio, teremos um alceno trans.