Mostre como o 1-butino poderia ser sintetizado a partir de cada um dos seguintes compostos:
etino e brometo de etila
etino e brometo de etila
Passo 1
O que o problema pede: mostrar como obter o 1-butino a partir dos compostos fornecidos. Informações dadas: temos etino (acetileno) e brometo de etila (bromoetano) como reagentes disponíveis. O produto desejado é o 1-butino, cuja fórmula estrutural é
. Neste passo apenas identificamos o que nos deram e o que precisamos obter.
Passo 2
Ideia geral (sem resolver ainda): para transformar um alcino terminal em um alcino mais longo por um carbono ou cadeia, a estratégia clássica é:
- Desprotonar o alcino terminal para formar o ânion acetilídeo (nucleófilo forte).
- Fazer uma reação de substituição nucleofílica do tipo SN2 desse acetilídeo com um haleto de alquila primário (aqui o brometo de etila).
Isso conecta as duas partes e gera o 1-butino. Agora vou explicar cada conceito usado, devagar e didaticamente.
Passo 3
Conceito 1 — acidez do alcino terminal e formação do acetilídeo:
- Um alcino terminal (como o etino,
) tem um hidrogênio “terminal” ligado ao carbono sp, que é relativamente ácido comparado a hidrogênios alifáticos: o valor de desse hidrogênio é aproximadamente . - Para removê-lo precisamos de uma base cuja conjugada ácida tenha
maior (base mais forte que o ácido que queremos neutralizar). Exemplos práticos de bases que funcionam: (sódio amida, em amônia líquida) ou (butil-lítio). Essas bases são suficientemente fortes para gerar o ânion acetilídeo . - Reação de desprotonação (escrever a equação ajuda a ver):
.
Expliquei porque escolhemos uma base forte: bases fracas (comoou a frio) normalmente não desprotonam eficientemente um alcino terminal.
Passo 4
Conceito 2 — acetilídeo como nucleófilo e reação SN2:
- O acetilídeo
é um nucleófilo forte e ataca haletos de alquila primários por um mecanismo SN2, substituindo o haleto por si mesmo e formando a nova ligação carbono–carbono. - O brometo de etila (
) é um bom eletrofílico para SN2 porque é primário e o bromo é um bom grupo saída. - Reação de alquilação (escrever a equação):
. - Assim obtemos exatamente o 1-butino
.
Passo 5
Sequência prática detalhada (passo a passo de laboratório, mas explicado conceitualmente):
- Em um solvente apropriado (ex.: amônia líquida se usar
, ou THF se usar ), acrescentar 1,0 equivalente de etino . - Adicionar cerca de
a equivalente de (ou 1,0 equiv de ) para formar o acetilídeo. A mistura contém então . - Após formar o acetilídeo, adicionar
a equiv de lentamente (controle de temperatura) para promover a reação SN2. Se necessário, aquecer moderadamente para completar a reação. - Após consumo do reagente, fazer o trabalho de rotina: hidrólise leve (água ou solução amortecida), extração orgânica, secagem e purificação (destilação à pressão reduzida ou cromatografia) para isolar o 1-butino.
Explicação por que funcionam essas quantidades: usar um pequeno excesso do eletrófilo evita rendimento limitado por impurezas e garante que o nucleófilo seja consumido; usar ligeiro excesso da base evita que alguma porção do alcino não seja desprotonada.
Passo 6
Por que essa rota é boa e que problemas evitar:
- Por que SN2 e não E2? Com haleto primário e um nucleófilo como acetilídeo, SN2 é favorecido; não haverá eliminação significativa. Se o haleto fosse secundário/terciário, SN2 seria lento e haveria competição com eliminação — por isso precisamos de um haleto primário (brometo de etila serve bem).
- Por que não usar bases fracas? Porque não formariam o acetilídeo em rendimento aceitável.
- Alternativas: em vez de
você pode usar (em ), ou em alguns casos. Mas é clássico para desprotonar alcinos em sínteses de alquinos alquilados.
Passo 7
Resumo do mecanismo em palavras simples (para guardar na prova):
- Desprotonação do alcino terminal gera um ânion acetilídeo (nucleófilo forte).
- O acetilídeo realiza ataque nucleofílico por SN2 sobre o brometo de etila (ejecta
), formando a nova ligação C–C e produzindo o 1-butino.
Sabe aquela receita curta para decorar: “desprotonar → nucleófilo acetilídeo → SN2 com R–Br → alcino mais longo”.