Começando com um alceno apropriado, mostre a síntese do tributilborano.

Passo 1

O enunciado pede: “Começando com um alceno apropriado, mostre a síntese do tributilborano.”
Informações relevantes que temos a partir do enunciado:
  • O produto alvo é o tributilborano, que é o trialquilborano com três grupos n-butilo ligados ao boro. Em fórmula óbvia isso é \mathrm{B(\,n-Bu\,)_3} ou, expandindo o grupo, \mathrm{B(CH_2CH_2CH_2CH_3)_3}.
  • Devemos começar com “um alceno apropriado” — isso sugere usar um alceno que ao ser hidroborado forneça o grupo \mathrm{n-Bu}. Um alceno óbvio e simples para isso é o 1-buteno, cuja fórmula é \mathrm{CH_2=CHCH_2CH_3}.
  • Não foram dadas outras restrições (por exemplo, reagentes obrigatórios), então podemos escolher a rota clássica de hidroboração de alcenos com \mathrm{BH_3} (ou complexo \mathrm{BH_3\cdot THF} / \mathrm{B_2H_6}) para formar trialquilboranos.

Passo 2

Escolha do método e equação global: usar hidroboração. Por que? Porque \mathrm{BH_3} adiciona aos alcenos de forma concertada e anti-Markovnikov, formando diretamente ligações C–B; com três equivalentes de alceno por \mathrm{BH_3} obtemos o trialquilborano desejado. A equação estequiométrica global (usando \mathrm{BH_3}) é:
\mathrm{BH_3} + 3\,\mathrm{CH_2=CHCH_2CH_3} \longrightarrow \mathrm{B(CH_2CH_2CH_2CH_3)_3}.
Na prática costuma-se usar o complexo \mathrm{BH_3\cdot THF} ou gás \mathrm{B_2H_6} gerado/dispensado em éter/THF.

Passo 3

Mecanismo (aula mastigada): o passo-chave é a hidroboração concertada.
  • Características do reagente: o boro em \mathrm{BH_3} é deficiente em elétrons (tem um orbital p vazio), portanto atua como eletrofilo aceitador de densidade eletrônica da dupla ligação.
  • Mecanismo concertado: a adição ocorre por uma estrutura de transição de quatro centros em que o hidrogênio ligado ao boro e o próprio boro “varrem” a dupla ligação ao mesmo tempo (adição síncrona). O hidrogênio vai para o carbono mais substituído; o boro prefere se ligar ao carbono menos substituído (regra anti-Markovnikov). A adição é sempre síncrona e sin (os dois novos ligantes entram do mesmo lado do plano da dupla).
  • Aplicando ao nosso alceno \mathrm{CH_2=CHCH_2CH_3}: o boro se liga ao carbono terminal (menos substituído) e o hidrogênio ao carbono interno da dupla. O grupo ligado ao boro após a adição é, portanto, o grupo \mathrm{n-Bu} (n-butila).

Passo 4

Intermediários e sequência de três adições: como \mathrm{BH_3} tem três ligações B–H, ele pode hidroborar três equivalentes de alceno, em sequência, formando primeiros um monoalquilborano, depois um dialquilborano e por fim o trialquilborano.
  • 1ª adição:
\mathrm{BH_3} + \mathrm{CH_2=CHCH_2CH_3} \longrightarrow \mathrm{(n-Bu)BH_2}.
  • 2ª adição:
\mathrm{(n-Bu)BH_2} + \mathrm{CH_2=CHCH_2CH_3} \longrightarrow \mathrm{(n-Bu)_2BH}.
  • 3ª adição:
\mathrm{(n-Bu)_2BH} + \mathrm{CH_2=CHCH_2CH_3} \longrightarrow \mathrm{(n-Bu)_3B}.
Essas equações individuais somam-se à equação global mostrada no Passo 2.

Passo 5

Representação prática com o complexo de borano em éter/THF: na bancada normalmente usamos \mathrm{BH_3\cdot THF} (solúvel e prático). A equação real de trabalho fica:
\mathrm{BH_3\cdot THF} + 3\,\mathrm{CH_2=CHCH_2CH_3} \longrightarrow \mathrm{B(CH_2CH_2CH_2CH_3)_3} + \mathrm{THF}.
Condições típicas: solvente anidro (éter ou THF), atmosfera inerte (N2/Ar), temperatura controlada (0 °C a RT) ao adicionar o alceno ao borano ou vice-versa conforme prática do laboratório.

Passo 6

Observações práticas e de segurança (importante para a prova/experimento):
  • \mathrm{B(CH_2CH_2CH_2CH_3)_3} (tributilborano, tri-n-butylborane) é um composto reativo e pode ser pirofórico/fortemente oxidável; manusear sob atmosfera inerte e com cuidado.
  • A regiochemia (anti-Markovnikov) e a sin-estereosseletividade são generalidades da hidroboração que você deve empregar mentalmente na prova quando decidir produtos.
  • Em problemas teóricos, frequentemente é suficiente escrever a equação global (Passo 2) e justificar a regiochemia citando o mecanismo concertado de quatro centros.

Passo 7

Exemplo curto extra para fixar: se em vez de 1-buteno eu usasse propeno \mathrm{CH_2=CHCH_3}, a mesma sequência dá o tripropilborano:
\mathrm{BH_3} + 3\,\mathrm{CH_2=CHCH_3} \longrightarrow \mathrm{B(CH_2CH_2CH_3)_3}.
Isto reforça que cada equivalente de alceno fornece um grupo alquila ao boro, e três equivalentes convertem \mathrm{BH_3} em um trialquilborano.

Resposta

\mathrm{BH_3} + 3\,\mathrm{CH_2=CHCH_2CH_3} \longrightarrow \mathrm{B(CH_2CH_2CH_2CH_3)_3}

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