Onde você esperaria encontrar o oxigênio marcado se realizasse a hidrólise do benzoato de metila catalisada por ácido em água marcada com
? Escreva um mecanismo detalhado para justificar a sua resposta.
Passo 1
O enunciado pede para identificar em qual produto e em qual posição o oxigênio marcado (
) aparece quando hidro
adlisa
admos o benzoato de metila sob catálise ácida em água marcada com
. O conteúdo envolvido é o mecanismo de hidrólise ácida de ésteres, que passa por protonação do carbonila, ataque nucleofílico de água, formação de intermediário tetraédrico e saída do grupo alcoxi. Vamos acompanhar onde fica o oxigênio da água marcada.
Passo 2
Protonação da carbonila do éster. A molécula de ácido gera
, que transfere um próton ao oxigênio carbonílico do benzoato de metila:
Isso torna o carbono mais eletrofílico, preparando-o para o ataque.
Passo 3
Ataque nucleofílico da água marcada. A água isotopicamente marcada
ataca o carbono carbonílico protonado, formando o intermediário tetraédrico:
Nesse ponto, o oxigênio marcado já está ligado ao carbono central.
Passo 4
Rearranjo de prótons para preparar o grupo metoxi como bom grupo de saída. Há transferência de próton interno (ou via solvente) para o oxigênio
, gerando
.
Passo 5
Saída de metanol. O grupo
deixa o intermediário, formando metanol (sem marcação) e o cátion protonado do ácido:
O metanol que sai contém o oxigênio original do éster, não marcado.
Passo 6
Desprotonação final. O cátion protonado do ácido perde um próton para o solvente, dando o ácido benzoico com o oxigênio marcado na hidroxila:
Resposta
O oxigênio
será encontrado na hidroxila do ácido benzoico formado.