Explique a diferença de estabilidade entre os seguintes intermediários:
radical metila e radical secundário
radical metila e radical secundário
Passo 1
Resumo do enunciado: a gente tem dois intermediários de reação — o radical metila e o radical secundário — e precisa explicar por que o radical secundário é mais estável que o metila.
Conteúdo da matéria: química orgânica, tópico “estabilidade de radicais livres”.
O que vamos precisar:
Conteúdo da matéria: química orgânica, tópico “estabilidade de radicais livres”.
O que vamos precisar:
- Entender o que é um radical livre.
- Saber o que são efeitos de hiperconjugação.
- Saber o que é efeito indutivo de grupos alquila.
Passo 2
Primeiro, o que é um radical livre?
– Um radical livre é uma espécie química que tem um elétron desemparelhado. É super reativo.
– Radical metila:
– Um radical livre é uma espécie química que tem um elétron desemparelhado. É super reativo.
– Radical metila:
– Radical secundário (por exemplo, a partir do propano):
Aqui a bolinha “
” indica o elétron não pareado. Quanto mais estável o radical, menos reativo ele tende a ser.
Passo 3
Hiperconjugação
– É o “emprestismo” de densidade eletrônica de ligações C–H vizinhas para o centro radicalar.
– Cada ligação C–H no carbono adjacente pode compartilhar um pouco de elétron com o orbital que tem o radical.
– No radical metila não tem carbono vizinho, então não rola hiperconjugação.
– No radical secundário existem 2 carbonos vizinhos, cada um com 3 ligações C–H. Teoricamente, até 6 ligações C–H podem participar de hiperconjugação, estabilizando o radical.
– É o “emprestismo” de densidade eletrônica de ligações C–H vizinhas para o centro radicalar.
– Cada ligação C–H no carbono adjacente pode compartilhar um pouco de elétron com o orbital que tem o radical.
– No radical metila
– No radical secundário
Passo 4
Efeito indutivo
– Grupos alquila (como ) doam um pouquinho de densidade eletrônica pelo eixo sigma da ligação, ajudando a “preencher” a deficiência eletrônica do átomo radicalar.
– No radical metila não há grupos alquila doando – é só o próprio carbono com um H.
– No radical secundário tem dois grupos metila doando, então a carga “radicalar” fica um pouco mais espaçada e estável.
– Grupos alquila (como
– No radical metila não há grupos alquila doando – é só o próprio carbono com um H.
– No radical secundário tem dois grupos metila doando, então a carga “radicalar” fica um pouco mais espaçada e estável.
Passo 5
Comparando:
– Radical metila : sem hiperconjugação, sem efeito indutivo relevante.
– Radical secundário : várias interações de hiperconjugação + efeito indutivo de dois grupos metila.
Logo o secundário está bem mais estabilizado.
– Radical metila
– Radical secundário
Logo o secundário está bem mais estabilizado.
Resposta
O radical secundário é mais estável que o radical metila por causa de maior hiperconjugação (várias ligações C–H vizinhas) e efeito indutivo de dois grupos alquila, que doam densidade eletrônica ao centro radicalar.