1. Uma molécula de substrato, cuja fórmula condensada é \mathrm{NH}_{2} \mathrm{CHO} reagiu com uma base, que removeu um dos hidrogênios formando o intermediário de fórmula condensada { }^{-} \mathrm{NHCHO}. Ao adicionar um ácido a este intermediário houve a regeneração da molécula do substrato original, mas também houve a formação de uma molécula, cuja fórmula condensada é NHCHOH .
    a) Para compreender o que ocorreu, complete o quadro abaixo:
Estrutura do substrato: \mathrm{NH}_{2} \mathrm{CHO} +\ base Estrutura do Intermediário: -NHCHO Estrutura de ressonância do intermediário Estrutura do produto I: \mathrm{NH}_{2} \mathrm{CHO} Estrutura do produto II: NHCHOH
b) Justifique a formação dos produtos formados.
c) Os dois produtos seriam formados na mesma proporção? Se não, qual seria formado em maior proporção? Justifique.

Passo 1

O enunciado trata da reação ácido-base de formamida ( \mathrm{NH}_{2}\mathrm{CHO}), gerando um ânion amida que, ao ser reprotonado, pode regenerar a amida original ou formar o tautômero imídico (imídico-ácido). Veremos de que modo a desprotonação no nitrogênio gera ressonância que permite duas vias de protonação e, por fim, qual produto predomina.

Passo 2

Preenchendo o quadro (item a):
Estrutura do substrato:
\mathrm{H_{2}N\!-\!C(=O)H}
+ base ( B^{-} retira um H de \mathrm{NH_{2}})
Estrutura do intermediário (ânion amida):
\mathrm{H N^{-}\!-\!C(=O)H}
Estrutura de ressonância do intermediário:
\mathrm{H N\!=\!C(H)\!-\!O^{-}}
Estrutura do produto I (reprotonação em N, regenerando a amida):
\mathrm{H_{2}N\!-\!C(=O)H}
Estrutura do produto II (reprotonação em O, formando o imídico-ácido):
\mathrm{H N\!=\!C(H)\!-\!OH}

Passo 3

Justificativa da formação dos produtos (item b):
Quando a base retira o próton do nitrogênio de \mathrm{NH_{2}CHO}, forma-se o ânion \mathrm{H N^{-}-C(=O)H}. Esse ânion se estabiliza por ressonância, deslocando carga para o oxigênio e gerando a forma \mathrm{H N=C(H)-O^{-}}. Ao adicionar ácido, esse ânion pode ser protonado em dois sítios:
– Protonação no nitrogênio (respeitando a forma original do substrato) \to volta a ser formamida ( \mathrm{H_{2}N\!-\!C(=O)H}).
– Protonação no oxigênio (na forma ressonante) \to forma o tautômero imídico-ácido \mathrm{H N=C(H)-OH}.

Passo 4

Proporções dos produtos (item c):
Não se formam em igual proporção. A amida ( \mathrm{H_{2}N\!-\!C(=O)H}) é muito mais estável termodinâmicamente que o imídico-ácido, pois o sistema carbonila-amida é fortemente estabilizado por conjugação e ligações de hidrogênio. Logo, o produto I (formamida) predomina fortemente sobre o produto II (imídico-ácido).

Resposta

a)
Estrutura do substrato:
\mathrm{H_{2}N\!-\!C(=O)H}
+ base
Estrutura do intermediário:
\mathrm{H N^{-}\!-\!C(=O)H}
Ressonância do intermediário:
\mathrm{H N\!=\!C(H)\!-\!O^{-}}
Produto I:
\mathrm{H_{2}N\!-\!C(=O)H}
Produto II:
\mathrm{H N\!=\!C(H)\!-\!OH}
b) A base desprotona o nitrogênio, formando um ânion ressonante que, em presença de ácido, pode ser protonado no N (regenerando a amida) ou no O (formando o imídico-ácido).
c) Não. A amida (produto I) é muito mais estável que o imídico-ácido (produto II) e, portanto, é formada em proporção muito maior.

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