Partindo-se do 3-metil-1-buteno como você sintetizaria via oximercuração/desmercuração o 3-met butanol. Apresente todas as condições reacionais e reagentes usados.
Passo 1
O que o enunciado dá e o que pede:
- Dado: o alceno inicial é o 3‑metil‑1‑buteno (fórmula estrutural: CH2=CH–CH(CH3)–CH3). Estou partindo desse reagente.
- Pedido: sintetizar (via oximercuração/desmercuração) o álcool correspondente descrito como “3‑met butanol”. Vou considerar que o objetivo é obter o álcool resultante da adição de água ao alceno sob condições de oximercuração/desmercuração (ou seja, o produto dessa transformação).
- Informação implícita relevante: o mecanismo de oximercuração/desmercuração dá adição de H–O (hidratação) em regiochemia Markovnikov e evita rearranjos carbocatiônicos. Portanto o OH entra no carbono mais substituído do duplo enlace.
Passo 2
Entendendo qual carbono receberá o OH (regioquímica) — por quê:
- No 3‑metil‑1‑buteno os carbonos do duplo são: o carbono terminal (C1, =CH2) e o carbono interno (C2, =CH–). O carbono C2 é mais substituído (ligado a outro carbono que tem um grupo metil no C3), logo, segundo a regra de Markovnikov, o grupo OH formado por oximercuração atacará o carbono C2 (o mais substituído).
- Consequência prática: a oximercuração/desmercuração transforma CH2=CH–CH(CH3)–CH3 em o álcool com OH em C2, isto é o 3‑metilbutan‑2‑ol (IUPAC: 3‑methylbutan‑2‑ol). Esse é o produto que a sequência fornece (note que não é o álcool primário no C1).
- Importante: oximercuração evita rearranjos porque o intermediário é um íon mercurínio cíclico (mercurínio), não um carbocátion livre, por isso o produto segue Markovnikov sem rearranjo.
Passo 3
Mecanismo passo a passo (em linguagem didática, sem pressupor conhecimento prévio):
- 1ª etapa — formação do intermedário mercurínio: o reagente oxidante/eletrófilo é o íon ligado ao mercúrio do composto mercurial (geralmente mercuric acetato). O duplo ligante atua como nucleófilo e coordena ao mercúrio formando um intermediário cíclico (ion mercurínio), onde o mercúrio está ligado aos dois carbonos do antigo duplo. Esse intermediário distribui a carga positiva de modo que o carbono mais substituído (C2) tem maior caráter carbocatiônico parcial, portanto é o alvo preferencial para ataque nucleofílico.
- 2ª etapa — ataque nucleofílico pela água: a água (solvente/nucleófilo) ataca o carbono mais substituído do anel mercurínio (aqui C2), abrindo o anel e colocando um grupo –OH protonado naquele carbono. O mercúrio permanece ligado ao carbono adjacente como um grupo mercurio‑acetato (–HgOAc).
- 3ª etapa — desmercuração (redução): o tratamento com um agente redutor (NaBH4) substitui o átomo de mercúrio ligado ao carbono por um hidrogênio, produzindo o álcool neutro final e removendo o mercúrio da molécula.
- Em conjunto: adição anti entre O (da água) e H (vindo depois na desmercuração), regiochemia Markovnikov, sem rearranjos.
Passo 4
Quais reagentes e condições usar (protocolo experimental padrão, com justificativa):
- Reagentes principais:
- Hg(OAc)2 (acetato de mercúrio(II)) — reagente de oximercuração.
- H2O (água) como nucleófilo; solvente misto com THF ou EtOH/THF para dissolver o alceno.
- NaBH4 (borohidreto de sódio) — agente redutor para desmercuração.
- Condições típicas e por que:
- Misturar o 3‑metil‑1‑buteno em THF/H2O (proporção ≈ 1:1) a 0 °C → 25 °C e adicionar Hg(OAc)2 (≈ 1,0–1,1 equiv). Temperatura moderada evita reações secundárias e facilita controle. O solvente THF mistura bem o alceno orgânico com água.
- Agitar até consumo do alceno (monitorar por TLC ou GC). Isso realiza a oximercuração: formação do aduto mercurial com ataque de água no carbono mais substituído.
- Em seguida, adicionar NaBH4 (≈ 2–5 equiv) em solução aquosa ou alcoólica a 0 °C a 25 °C para reduzir o traço de mercúrio ligado ao carbono e obter o álcool livre (desmercuração). O NaBH4 substitui o grupo –HgOAc por H.
- Observações de segurança/remoção de Hg:
- O mercúrio e seus sais são tóxicos; eliminar resíduos conforme normas e tratar o efluente que contenha mercúrio adequadamente.
- Trabalho‑up e purificação:
- Extrair a mistura com éter dietílico ou hexano/Éter, lavar com solução salina (NaCl), secar sobre Na2SO4, filtrar, concentrar e purificar por destilação a vácuo ou cromatografia em coluna para isolar o álcool.
Passo 5
Exemplo com equivalentes e tempos sugeridos (um “procedimento de bancada” resumido):
- Em um balão seco sob nitrogênio, dissolver 1,0 equivalente de 3‑metil‑1‑buteno em THF (10 mL/mmol) e adicionar água (10 mL/mmol). Resfriar a 0 °C.
- Adicionar lentamente Hg(OAc)2 (1,05 equiv) e agitar a 0 °C → deixar subir para r.t. e agitar 30–60 minutos até consumo do alceno (TLC/GC).
- Resfriar a mistura a 0 °C e adicionar por porção NaBH4 (3 equiv) em pequenas porções (cuidado com evolução de gás) e agitar 10–30 minutos; então deixar a temperatura subir a r.t. até conclusão.
- Quencher com água, extrair com éter, lavar, secar (Na2SO4), filtrar e evaporar o solvente. Purificar por destilação fracionada para obter o álcool.
- Produto previsto: 3‑methylbutan‑2‑ol (3‑metil‑2‑butanol).
Passo 6
Resumo didático e dica para prova (resumindo o porquê e alternativa):
- Regra prática: oximercuração/desmercuração = hidratação Markovnikov sem rearranjos. Se você precisa de um álcool primário (anti‑Markovnikov), use hidroboração‑oxidação (BH3/THF seguido de H2O2/NaOH).
- No caso do 3‑metil‑1‑buteno, oximercuração dá OH em C2 → produto é 3‑methylbutan‑2‑ol. Se o enunciado exigisse 3‑methylbutan‑1‑ol (álcool primário no carbono terminal), o caminho correto seria hidroboração‑oxidação, não oximercuração.
Resposta
- Hg(OAc)2, H2O (em THF), 0 °C → r.t. (oximercuração)
- NaBH4 (em água/EtOH), 0 °C → r.t. (desmercuração)
Produto: 3‑methylbutan‑2‑ol (3‑metil‑2‑butanol)