Escreva as reações e os mecanismos do benzaldeído reagindo com as substâncias dos itens abaixo:
h) \mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{MgBr}, depois \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}

Passo 1

O enunciado pede que eu escreva as reações e o mecanismo quando o benzaldeído reage com \mathrm{CH_{3}CH_{2}MgBr} seguido de \mathrm{H_{3}O^{+}}.\n
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado: \n
  • Reagente orgânico inicial: \mathrm{benzaldeído}=\mathrm{PhCHO}í (onde \mathrm{Ph} representa o anel fenil). \n
  • Primeiro reagente: \mathrm{CH_{3}CH_{2}MgBr} (brometo de etil magnésio, reagente de Grignard). \n
  • Segundo passo: trabalho ácido com \mathrm{H_{3}O^{+}} (hidrólise/protonação). \n
  • O que deve ser entregue: a equação global da reação e o mecanismo passo a passo (seta de elétrons descrita em palavras e formulações dos intermediários). \n

Passo 2

Breve explicação do comportamento químico que vamos usar (sem ainda resolver): \n
  • Reagentes de Grignard, como \mathrm{CH_{3}CH_{2}MgBr}, comportam-se como nucleófilos/carbanions aproximados: o carbono ligado ao magnésio tem caráter fortemente nucleofílico e adiciona-se a centros eletrofílicos, especialmente ao carbono carbonílico de aldeídos e cetonas. \n
  • Um aldeído \mathrm{PhCHO} tem um grupo carbonila \mathrm{C=O} onde o carbono é eletrofílico (parcialmente positivo) porque o oxigênio puxa densidade eletrônica. \n
  • Mecanismo geral esperado: adição nucleofílica do etil fornecido pelo Grignard ao carbono carbonílico, formação de um alcóxido ligado ao magnésio ( \mathrm{OMgBr}), seguido de protonação desse alcóxido por \mathrm{H_{3}O^{+}} para dar o álcool correspondente. \n

Passo 3

Condições práticas importantes (por que o professor pede \mathrm{H_{3}O^{+}} só depois): \n
  • Reagentes de Grignard são destruídos por protões (água, álcoois, ácidos). Por isso a etapa com \mathrm{CH_{3}CH_{2}MgBr} deve ser feita em solvente anidro (éter seco) e só se adiciona ácido depois, no trabalho final. \n
  • Se houver água antes do tempo, o Grignard é protonado e forma etano \mathrm{CH_{3}CH_{2}H}, estragando a reação. \n

Passo 4

Escrevendo a reação global em duas etapas (fórmulas dos compostos e do intermediário): \n
  • Adição do Grignard (em éter anidro): \n
\mathrm{PhCHO} + \mathrm{CH_{3}CH_{2}MgBr} \longrightarrow \mathrm{PhCH(OMgBr)CH_{2}CH_{3}}
(o produto desta etapa é o alcóxido de magnésio ligado: a carga negativa está no oxigênio e o magnésio está coordenado)\n
  • Trabalho ácido (protonação do alcóxido): \n
\mathrm{PhCH(OMgBr)CH_{2}CH_{3}} + \mathrm{H_{3}O^{+}} \longrightarrow \mathrm{PhCH(OH)CH_{2}CH_{3}} + \text{espécies de magnésio inorgânico (por ex. }\mathrm{MgBr(OH)}\text{)}ééâ
  • Assim, o produto orgânico final é o álcool secundário \mathrm{PhCH(OH)CH_{2}CH_{3}}. \n

Passo 5

Explicando passo a passo o mecanismo (detalhado, como desenhar as setas de elétrons na prova): \n
  1. Natureza do ataque nucleofílico: O reagente \mathrm{CH_{3}CH_{2}MgBr} pode ser visto como \mathrm{CH_{3}CH_{2}^{\,-}} (um nucleófilo/carbanion “ligado” a \mathrm{Mg^{2+}}). \n
  2. Ataque ao carbono carbonílico: O par eletrônico do carbono etila ataca o carbono do grupo carbonila de \mathrm{PhCHO}. Em termos de setas: desenhe uma seta do par ligado ao carbono etila para o carbono carbonílico; simultaneamente, desenhe uma seta da ligação \mathrm{C=O} para o oxigênio, movendo os elétrons para o oxigênio e gerando um oxigênio com carga negativa. \n
  3. Formação do intermediário tetraédrico/alcóxido: Após o ataque, forma-se o intermediário tetraédrico \mathrm{PhC(^{ - }O)H(CH_{2}CH_{3})} que rapidamente coordena o \mathrm{MgBr^{+}} ao oxigênio formando \mathrm{PhCH(OMgBr)CH_{2}CH_{3}}. Escreva esse intermediário como um alcóxido ligado ao magnésio. \n
  4. Observação sobre quiralidade: O carbono que era carbonílico (antes \mathrm{C=O}) passa a ter quatro substituintes diferentes ( \mathrm{Ph}, \mathrm{H}, \mathrm{CH_{2}CH_{3}} e \mathrm{OH} após protonação) — portanto um centro quiral é formado. A adição do nucleófilo ao carbonilo de um aldeído plano ocorre por ambos os lados com igual probabilidade, dando uma mistura racêmica do álcool se o produto for quiral. No nosso caso, o produto final será uma mistura racêmica de enantiômeros. \n
  5. Trabalho ácido (protonação): Na etapa com \mathrm{H_{3}O^{+}} ocorre protonação do oxigênio carregado negativamente do alcóxido, transferindo um próton e gerando o álcool \mathrm{PhCH(OH)CH_{2}CH_{3}}. Simultaneamente, o magnésio forma sais inorgânicos (com brometo e hidróxido) que ficam em solução aquosa e são separados. \n

Passo 6

Escrevendo de forma clara o mecanismo em forma de equações passo a passo (com nomes dos intermediários): \n
  • Etapa nucleofílica (adição de Grignard, em éter seco): \n
\mathrm{PhCHO} \xrightarrow{\text{ataque de } \mathrm{CH_{3}CH_{2}^{-}}} \mathrm{PhCH(OMgBr)CH_{2}CH_{3}}
(aqui o intermediário é um alcóxido de magnésio, chamado etóxido organomagnésico do derivado benzílico)\n
  • Etapa de trabalho/acidificação: \n
\mathrm{PhCH(OMgBr)CH_{2}CH_{3}} + \mathrm{H_{3}O^{+}} \longrightarrow \mathrm{PhCH(OH)CH_{2}CH_{3}} + \text{produtos inorgânicos de magnésio}âé
  • Nome do produto orgânico: \mathrm{PhCH(OH)CH_{2}CH_{3}}, que corresponde ao álcool secundário denominado \text{1-fenilpropan-1-ol} (produto racêmico). \n

Passo 7

Observações finais importantes para a prova (o que você pode ser questionado e como responder): \n
  • Se pedirem condições, diga: solvente éter anidro (por ex. éter dietílico ou THF), temperatura ambiente ou abaixo, evitar água até o trabalho final; depois adicionar solução aquosa ácida para protonar. \n
  • Se pedirem mecanismo de setas, descreva: seta do carbono nucleofílico do Grignard para o carbono carbonílico; seta da dupla ligação \mathrm{C=O} para o oxigênio; formação do alcóxido que complexa com \mathrm{MgBr}; após isso, protonação do oxigênio pelo ácido. \n
  • Se pedirem a estereoquímica, diga que o produto é racêmico porque o ataque ao carbonilo planar pode ocorrer por ambos os faces com igual probabilidade. \n
  • Se houver impurezas proticas (água, álcool) antes do trabalho final, o Grignard será destruído por protonação e a reação não ocorrerá; descreva isso como cuidado experimental. \n

Resposta

\mathrm{PhCH(OH)CH_{2}CH_{3}} — 1-fenilpropan-1-ol (mistura racêmica)

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