15- Identifique o reagente que você usaria para realizar cada uma das seguintes transformações:
cloreto de terc-butila
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Identificar o reagente que eu usaria para realizar cada uma das transformações indicadas:
-
cloreto de terc‑butila. - ciclobutanol (álcool ligado a um anel de quatro carbonos)
bromociclobutano.
-
Informações relevantes fornecidas:
- A primeira transformação parte do álcool terciário
e o produto é o cloreto terciário . - A segunda transformação apresenta, na imagem (peguei essa informação da imagem), um álcool ligado a um anel de quatro carbonos (ciclobutanol) sendo convertido no correspondente brometo (bromociclobutano).
- Não há outros dados (condições, solvente, temperatura) no enunciado.
Passo 2
Escolha do método para
— lógica didática e reagente recomendado.
- Observação importante sobre tipos de substituição: álcoois podem dar substituição por duas vias gerais:
(formação de carbocátion, etapa lenta) ou (ataque direto por nucleófilo, uma etapa). Qual via ocorre depende da natureza do carbono que carrega o . - No caso do álcool terciário
, o carbono ligado ao é terciário e forma um carbocátion relativamente estável. Por isso, reações que procedem por são favorecidas para álcoois terciários. - Mecanismo clássico (esquemático) por
: - Protonação do grupo hidroxila:
. O protonado vira uma boa saída (água). - Saída de água e formação do carbocátion terciário:
. - Captura do carbocátion por
: .
- Protonação do grupo hidroxila:
- Reagente recomendado para gerar
e promover ionização: ácido clorídrico concentrado com cloreto de zinco como catalisador (reagente de Lucas, normalmente escrito como ). Alternativa simples: concentrado (gás ou aq.) também funciona. - Por que Lucas/
e não ou normalmente usados para prim./sec.? Porque e reagentes similares atuam via mecanismo que favorece e frequentemente não são a primeira escolha para álcoois terciários (podem levar a eliminação ou não reagir bem). O caminho com é prático e rápido para terceários. - Nota prática para prova: escrever “usar
(ou reagente de Lucas )” é geralmente a resposta esperada para converter em .
Passo 3
Detalhes didáticos sobre concorrência
vs. eliminação (E1) no caso terciário.
- Tanto
(substituição) quanto (eliminação) partilham a etapa de formação do carbocátion. Portanto, condições que favoreçam carbocátion (ácido forte, aquecimento) podem levar a mistura de produtos. - Dica prática: em condições relativamente brandas e com excesso de nucleófilo
(por exemplo, solução concentrada de , temperatura moderada), a substituição para formar é favorecida. Em condições de aquecimento forte, eliminação (isobuteno) pode aumentar. - Resumo curto para prova: para um álcool terciário, responda “HCl (Lucas reagent)” e, se quiser justificar, diga “mecanismo
via carbocátion terciário”.
Passo 4
Escolha do método para ciclobutanol
bromociclobutano — lógica didática e reagente recomendado.
- O álcool do anel de quatro carbonos é secundário (o carbono que carrega
tem dois carbonos vizinhos). Para secundários existem ambas as vias e possíveis, dependendo das condições. - Atenção especial para sistemas cíclicos pequenos (como ciclobutano): sob condições que formem um carbocátion (
), há risco de abertura do anel (rearranhos ou abertura que aliviam tensão do anel), porque o carbocátion em anéis pequenos pode evoluir para espécies mais estáveis por abertura de ligação. Isso pode levar a produtos diferentes do brometo desejado (produtos de abertura de anel). - Para preservar o anel e evitar abertura/rearranhos, é preferível uma via
que substitua o grupo sem passar por um carbocátion livre. - Reagente clássico que promove conversão de álcoois para brometos por via
é . Mecanismo simplificado: - O oxigênio do álcool ataca o fósforo de
, formando um intermediario organofosfórico ligado ao oxigênio e liberando . - O
ataca o carbono ligado ao oxigênio por backside ( ), deslocando o grupo fosforilado e formando o brometo. Resultado: substituição sem geração de carbocátion livre — o anel é preservado.
- O oxigênio do álcool ataca o fósforo de
- Portanto, o reagente recomendado para transformar ciclobutanol em bromociclobutano é
. - Alternativas possíveis (menos desejáveis aqui): Appel (
) também dá brometo via mecanismo não‑carbocátion e preserva o anel; já concentrado tende a gerar carbocátion (via protonação do ) e pode provocar abertura do anel — por isso não é a melhor escolha se o objetivo é simples substituição mantendo o anel.
Passo 5
Condições práticas e observações finais úteis para prova:
- Para
: escreva como reagente concentrado (ou "reagente de Lucas: "). Mencione brevemente “mecanismo , carbocátion terciário”. - Para ciclobutanol
bromociclobutano: escreva (1 equivalente aproximadamente, em solvente anidro, temperatura baixa a ambiente). Se quiser alternativa aceitável escreva "Appel: ". Explique em poucas palavras: “mecanismo , evita carbocátion e abertura do anel”.