Mostre os produtos que seriam obtidos da reação de hidroboração/oxidação ( 1 . \mathrm{B}_{2} \mathrm{H}_{6}, THF, 2. \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}, \mathrm{NaOH} ) dos alcenos abaixo e mostre o mecanismo para uma das reações:

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
  • Mostrar quais produtos se obtêm ao submeter o alceno dado aos reagentes da sequência de hidroboração/oxidação: \mathrm{B_2H_6} em \mathrm{THF} seguido de \mathrm{H_2O_2},\\ \mathrm{NaOH}.
  • Mostrar o mecanismo para uma das reações (vou explicar o mecanismo completo para o alceno fornecido).
Informações fornecidas:
  • O alceno dado em SMILES é C=CCCC. Em fórmula estrutural isso é \mathrm{CH_2=CH-CH_2-CH_2-CH_3} (alceno terminal de cinco carbonos, ou 1-penteno).
  • Reagentes: \mathrm{B_2H_6} (em \mathrm{THF}) seguido por \mathrm{H_2O_2} e \mathrm{NaOH}.

Passo 2

O que faz a hidroboração/oxidação (visão geral didática, pequena “aula”):
  • Objetivo prático: transformar uma ligação dupla C=C em um álcool adicionando H e OH across (uma adição anti-Markovnikov).
  • Etapas e reagentes:
    1. Hidroboração: \mathrm{BH_3} (geralmente gerado a partir de \mathrm{B_2H_6} em \mathrm{THF}) adiciona-se à dupla ligação por um mecanismo concertado (transição em 4 centros). A adição é síncrona (sin) — o H e o fragmento boro entram do mesmo lado da dupla.
    2. Oxidação: tratamento com \mathrm{H_2O_2} em meio básico ( \mathrm{NaOH}) converte o grupo boro-orgânico em grupo hidroxila ( \mathrm{B}\rightarrow\mathrm{OH}), dando o álcool correspondente.
  • Principais características que você precisa fixar para a prova:
    • Regioquímica: anti-Markovnikov — o grupo \mathrm{OH} vai para o carbono menos substituído da dupla.
    • Estereoqüímica: sin (mesmo lado) na etapa de adição; a migração durante oxidação normalmente preserva a configuração relativa (retenção do arranjo originado por adição sin).
    • Com alcenos terminais (como aqui) o produto principal é o álcool primário no carbono terminal.

Passo 3

Identificação do alceno e previsão rápida do produto pela regra acima:
  • O alceno é \mathrm{CH_2=CH-CH_2-CH_2-CH_3} (1-penteno).
  • Pela regra anti-Markovnikov da hidroboração/oxidação, o \mathrm{OH} ficará no carbono menos substituído da dupla: o carbono terminal \mathrm{CH_2}.
  • Assim o produto esperado é o álcool primário correspondente: \mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2OH}, nome comum 1-pentanol (pentan-1-ol).

Passo 4

Equações resumidas (químicas, para fixar):
  • Formação do complexo de boro em solução:
\mathrm{B_2H_6} + 2\,\mathrm{THF} \longrightarrow 2\,\mathrm{BH_3\cdot THF}
  • Hidroboração (uma adição por equivalente de \mathrm{BH_3}; em prática forma-se primeiro R–BH2 e, repetindo, \mathrm{R_3B}):
\mathrm{BH_3\cdot THF} + \mathrm{CH_2=CH-CH_2-CH_2-CH_3} \longrightarrow \mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2BH_2}
(repetindo em média três vezes forma-se \mathrm{(CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2)_3B}, um trialquilborano)
  • Oxidação/hidrólise (resumo este passo global):
\mathrm{R_3B} + 3\,\mathrm{H_2O_2} + 3\,\mathrm{OH^-} \longrightarrow 3\,\mathrm{R-OH} + \mathrm{B(OH)_4^-} + 3\,\mathrm{H_2O}
onde \mathrm{R} = \mathrm{CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3}.

Passo 5

Mecanismo detalhado passo a passo (vou descrever o mecanismo da hidroboração seguido da oxidação com atenção aos elétrons — “aula prática” para a prova):
Etapa A — Formação do reagente ativo
  • \mathrm{B_2H_6} em \mathrm{THF} forma complexos de \mathrm{BH_3\cdot THF}. Esse \mathrm{BH_3} é o agente que efetivamente adiciona à dupla.
Etapa B — Hidroboração (mecanismo concertado, 4-centros)
  • A hidroboração ocorre por uma única etapa concertada onde o par \pi da dupla C=C interage simultaneamente com um hidrogênio ligado ao boro e com o próprio boro.
  • Representação conceitual (sem desenhar setas gráficas): no estado de transição de quatro centros, o hidrogênio do boro transfere-se ao carbono interno da dupla e o boro se liga ao carbono terminal. O resultado é que o H e o fragmento –B entram do mesmo lado (adição sin).
  • Por que o boro se liga ao carbono menos substituído? Dois motivos simples para a prova:
    1. Estérico: o carbono menos substituído é menos volumoso, facilita a aproximação do grande fragmento \mathrm{BH_3}.
    2. Eletrônico/termal: na transição, o carbono mais substituído pode acomodar melhor a densidade eletrônica que se desenvolve; o arranjo que minimiza energia coloca o boro no carbono menos substituído — o efeito prático observado é a adição anti-Markovnikov.
  • Resultado imediato: um organoborano primário (ou, após repetição, um trialquilborano).
Etapa C — Oxidação (mecanismo passo a passo, versão didática)
  1. Em base ( \mathrm{OH^-}), o peróxido \mathrm{H_2O_2} é desprotonado formando o ânion peróxido \mathrm{HOO^-}.
  2. O \mathrm{HOO^-} nucleofilicamente ataca o átomo de boro (boro é eletrofílico), formando um complexo borato-peróxido.
  3. Segue-se uma migração interna onde o grupo orgânico ligado ao boro migra do B para o oxigênio do peróxido — essa migração é a etapa chave que liga o carbono ao oxigênio formando uma ligação C–O. Essa migração ocorre com preservação da estereoquímica relativa (portanto mantém a configuração gerada na hidroboração sin).
  4. Após três migrações (para um \mathrm{R_3B}) obtém-se espécies oxigenadas no boro que, após hidrólise, liberam os álcoois correspondentes \mathrm{R-OH} e formam boratos solúveis \mathrm{B(OH)_4^-}.
  • Em palavras simples: peróxido converte o \mathrm{C–B} em \mathrm{C–O} por ataque nucleofílico no boro seguido de migração do grupo orgânico para o oxigênio; depois hidrolisa-se para obter o álcool.

Passo 6

Observações práticas e dicas para a prova (resumo rápido e útil):
  • Regra curtinha: hidroboração/oxidação = álcool anti-Markovnikov; se for alceno terminal, forme álcool primário.
  • Sempre diga: adição síncrona (sin), portanto os dois átomos adicionados ficam do mesmo lado da antiga dupla.
  • Se o substrato for assimétrico e gerar centro estereogênico, a hidroboração dá adição sin e a oxidação mantém a configuração relativa (então pense em retenção global).
  • Para perguntas de mecanismo, desenhe: (i) formação de \mathrm{BH_3\cdot THF}, (ii) transição de 4 centros para adicionar H e B, (iii) formação de \mathrm{R_3B} e (iv) ataque de \mathrm{HOO^-} seguido de migração e hidrólise.

Resposta

\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2OH} (pentan-1-ol, 1-pentanol)

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