Indique os produtos das seguintes reações:
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}=\mathrm{CHCl}+\mathrm{NaNH}_{2} \xrightarrow{\mathrm{NH}_{3}(\mathrm{l})} \cdot \mathrm{CH}_{3} \equiv \mathrm{CH} \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{C} \equiv \mathrm{C}

Passo 1

O enunciado pede que eu indique os produtos da reação entre \mathrm{CH}_3\mathrm{CH}=\mathrm{CHCl} e \mathrm{NaNH}_2 em amônia líquida (\mathrm{NH}_3(l)). Informações dadas:
  • Reagente orgânico: \mathrm{CH}_3\mathrm{CH}=\mathrm{CHCl}.
  • Base forte/condição: \mathrm{NaNH}_2 em \mathrm{NH}_3(l).
  • A tarefa é identificar o(s) produto(s) formado(s) sob essas condições.

Passo 2

O que a reação faz, em palavras simples: \mathrm{NaNH}_2 em amônia é uma base muito forte que promove eliminação de ácido halídrico (HCl) de haletos vinylicos/allylicos e, com força suficiente, transforma insaturações em ligação tripla (alquinos). Aqui precisamos ver qual hidrogênio pode ser removido e como isso leva à formação de um alquino.

Passo 3

Identificando os átomos importantes no reagente: o composto \mathrm{CH}_3\mathrm{CH}=\mathrm{CHCl} tem três carbonos:
  • Carbono 1: \mathrm{CH}_3
  • Carbono 2: \mathrm{CH} (participa da dupla)
  • Carbono 3: \mathrm{CHCl} (carbono vinílico ligado ao cloro)
Se a base retira um hidrogênio do carbono 1 (um hidrogênio vicinal à dupla), o par de elétrons desse C–H pode ser usado para formar uma ligação tripla entre C1 e C2, e o cloro no C3 pode sair como \mathrm{Cl}^-. Em termos práticos, ocorre uma eliminação do tipo desidrohalogenação que converte a dupla em tripla.

Passo 4

Mecanismo qualitativo (sem setas desenhadas, só explicando o que acontece passo a passo):
  1. \mathrm{NH}_2^- (da base \mathrm{NaNH}_2) abstrage um próton adjacente à dupla (um H do grupo \mathrm{CH}_3 ou do \mathrm{CH} dependendo da orientação).
  2. A retirada desse próton gera um par de elétrons que forma uma ligação mésio/tríplice entre os carbonos, enquanto o cloro sai como íon \mathrm{Cl}^-.
  3. O resultado líquido é a formação de um alquino com três carbonos: o propino (propyne), cuja fórmula é \mathrm{CH}_3\mathrm{C}\equiv\mathrm{CH}.
Observação didática: normalmente se aprende que para preparar um alquino a partir de haletos é comum partir de di-haletos vicinais/geminados e usar \mathrm{NaNH}_2 em excesso. Aqui, a base forte consegue promover a eliminação necessária para converter o haleto vinylico/allylico em alquino. A base precisa ser muito forte porque hidrogênios vinylicos são relativamente pouco ácidos; \mathrm{NH}_2^- é forte o bastante para isso.

Passo 5

Produtos inorgânicos formados: quando \mathrm{Cl}^- é expulso, combina-se com o contra-íon \mathrm{Na}^+ para dar \mathrm{NaCl}. Além disso, a base \mathrm{NH}_2^- normalmente é protonada formando \mathrm{NH}_3 como subproduto em algumas etapas, mas como o meio é amônia líquida isto fica em equilíbrio com o solvente.

Passo 6

Resumo prático para a prova (receita curta): ao tratar \mathrm{CH}_3\mathrm{CH}=\mathrm{CHCl} com \mathrm{NaNH}_2/ \mathrm{NH}_3(l) espera-se a formação do alquino correspondente por desidrohalogenação, que aqui é o propino \mathrm{CH}_3\mathrm{C}\equiv\mathrm{CH}. Como subproduto inorgânico aparece \mathrm{NaCl} (e \mathrm{NH}_3 participa no equilíbrio).

Resposta

\mathrm{CH}_3\mathrm{C}\equiv\mathrm{CH}
\mathrm{NaCl}