Qual o produto é formado na reação de ácido fenilacético
com 1 equivalente de:
a) SOCl 2
b) PCl 5
c)
água
d) MeMgBr /éter
e)
a) SOCl 2
b) PCl 5
c)
d) MeMgBr /éter
e)
Passo 1
O enunciado pede: para o ácido fenilacético
, determinar qual produto se forma quando ele reage com 1 equivalente de cada reagente listado:
- (a)
- (b)
- (c)
- (d)
em éter - (e)
Informações dadas (importantes para a resolução):
- O reagente inicial é o ácido carboxílico
(fenilacético). - Em cada item temos exatamente 1 equivalente do reagente indicado (isso altera o que acontece com reagentes que são bases/nucleófilos fortes).
- Devemos dar o produto principal formado em cada caso.
Passo 2
(a) Reagente
com ácido carboxílico — ideia e mecanismo resumido (aula curta)
- Conceito:
(cloreto de tionila) converte grupos carboxílicos em cloretos de acila . É uma reação muito usada em síntese orgânica porque transforma o grupamento em . - Mecanismo (essencial, sem pular etapas):
- O oxigênio do
do ácido nucleofilicamente ataca o enxofre de , formando um intermediário tipo clorossulfito ligado ao carbono carbonílico. - Uma substituição interna leva à saída de
e ; o ataca o carbono carbonílico, substituindo o grupo ativado e formando o cloreto de acila.
- O oxigênio do
- Espécies produzidas paralelamente:
(gás) e . - Aplicando ao caso: o
do é substituído por , formando o cloreto de acila correspondente (cloreto de fenilacetila).
Passo 3
(b) Reagente
com ácido carboxílico — o que esperar e por quê
- Conceito:
também converte em . A ação de é uma cloração do grupo hidroxila do ácido, produzindo o cloreto de acila e formando subprodutos como e . - Mecanismo (intuitivo): o oxigênio do
coordena ao fósforo, tornando o grupo hidroxila um melhor grupo de saída; em seguida o cloreto ligado ao fósforo substitui o grupo ativado por . - Resultado no nosso caso: também se obtém o cloreto de acila
. - Observação prática rápida: tanto
quanto (e / em outros esquemas) são reagentes clássicos para transformar ácidos carboxílicos em cloretos de acila.
Passo 4
(c) Reagente
— reação ácido-base simples
- Conceito:
é uma base forte; com 1 equivalente de base e um ácido carboxílico, ocorre apenas uma neutralização ácido-base (não há transformação covalente complicada). - Mecanismo/estepas:
- O ânion hidróxido
retira o próton ácido do grupo . - Forma-se água
e o ânion carboxilato . - O cátion sódio
associa-se ao ânion, dando o sal de sódio.
- O ânion hidróxido
- Produto: sal de sódio do ácido fenilacético, isto é
(sodium phenylacetate, fenilacetato de sódio). - Observação: se houver trabalho-up ácido depois, o sal reconverte ao ácido livre; mas com
isoladamente o produto é o sal.
Passo 5
(d) Reagente
(um equivalente) em éter — o que faz um reagente de Grignard com ácido carboxílico
- Conceito importante: reagentes de Grignard (
) são bases e nucleófilos muito fortes. Eles reagem prontamente com prótons ácidos (como o do ), sendo primariamente consumidos pela acidificação se houver apenas 1 equivalente. - O que acontece com 1 equiv:
- A função
tem um próton ácido que é mais facilmente removido do que qualquer adição nucleofílica ao carbono carbonílico (porque o protão é rápido de ser removido). -
(do ) abstrói o próton do ácido, formando (metano) e gerando o sal carboxilato magnésio: .
- A função
- Equação global (simples e útil para a prova):
- Observações úteis:
- Se houvesse excesso de
(2 ou mais eq) e depois hidrólise ácida, poderia ocorrer reação adicional (adicionar nucleófilo ao carbonil após ativação) levando a álcoois terciários, etc. Mas com 1 equiv o comportamento dominante é acidificação/deprotonação. - O gás observado seria
(metano), infinitesimal mas conceitualmente formado.
- Se houvesse excesso de
Passo 6
(e) Reagente
— esterificação de Fischer (explicação passo a passo)
- Conceito: em presença de um álcool (
) e catalisador ácido ( ), um ácido carboxílico sofre esterificação por substituição do por , formando um éster. Essa é a reação de Fischer, que é um equilíbrio químico. - Mecanismo (passos essenciais para entender e justificar o produto):
- Protonação do oxigênio carbonílico pelo ácido catalisador, aumentando a eletrofilicidade do carbono carbonílico.
- Nucleófilo
ataca o carbono carbonílico, formando um intermediário tetraédrico protonado. - Transferências de próton internas e perda de
(grupo saindo) regeneram a dupla ligação C=O, agora com ligado. - Desprotonação final dá o éster e regenera o catalisador ácido.
- Produto no nosso caso: éster metílico do ácido fenilacético, ou seja
(methyl phenylacetate). - Observação prática: a esterificação é reversível; para deslocar o equilíbrio a favor do éster, costuma-se usar excesso de álcool ou remover água formada.
Passo 7
Resumo rápido de “como lembrar no exame” (dica de amigo)
-
e : transformam em (cloreto de acila). - Base forte aquosa (
): neutraliza o ácido formando o sal de sódio. - Grignard (1 equiv): primeiro reage como base forte -> deprotonação -> forma sal magnésio e libera o hidrocarboneto correspondente (aqui
). -
: esterificação (Fischer) -> éster metílico. - Relaxa: estas regras são padrões; decorar o comportamento geral dos reagentes te salva tempo na prova.
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
e
(metano)
(e)