Qual produto você esperaria da reação
do 1-bromobutano com os seguintes reagentes?
Passo 1
O enunciado pede: “Qual produto você esperaria da reação
do 1-bromobutano com
?”
Informações fornecidas (retiradas do enunciado):
Informações fornecidas (retiradas do enunciado):
- Substrato:
, cuja fórmula é . - Reagente nucleófilo:
(amônia). - Mecanismo indicado:
.
Passo 2
O que isso nos diz e por que
é razoável aqui.
- Em
o nucleófilo ataca o átomo de carbono ligado ao grupo saída e desloca o grupo saída em um único passo concertado (sem intermediário carbocátion). - Substratos primários (como
) favorecem porque o carbono atacado não está muito congestionado — há espaço para o ataque por trás. - O grupo saída
é bom (relativamente estável), portanto facilita substituição.
Resumo prático: com um brometo primário eesperamos nucleofilia de atacando por trás e causando substituição por (em forma protonada inicialmente).
Passo 3
Mecanismo passo a passo (conceitual, sem desenhar setas):
- A amônia (
) aproxima-se do carbono ligado ao bromo e realiza um ataque nucleofílico por trás (característico de ), formando uma estrutura transicional em que o carbono está parcialmente ligado simultaneamente a e a . - O vínculo
quebra-se enquanto o vínculo se forma — é um único estágio concertado. - O produto imediato contém o nitrogênio protonado (porque
entra como nucleófilo neutro e forma uma amônia ligada ao carbono com carga positiva): o sal de amônio primário.
Escrevendo a transformação principal (produto imediato como sal de amônio):
Passo 4
Obter a amina livre (o que normalmente se reporta como “produto”):
- O sal de amônio
pode ser desprotonado por uma base (por exemplo por excesso de atuando como base, ou por tratamento alcalino no trabalho-up) para dar a amina primária neutra:
- A amina neutra obtida é a butan-1-amina (também chamada n-butilamina), cuja fórmula é
.
Passo 5
Observação importante sobre múltiplos produtos (problema clássico com
+
): alquilação múltipla.
- A amina primária formada
ainda é nucleófila e pode atacar outro equivalente de por , produzindo amina secundária . Essa secundária pode reagir novamente formando terciária e, finalmente, o sal de ammonio quaternário . - Portanto, além da butan-1-amina, são possíveis subprodutos:
, e (onde ). - Em síntese prática, para favorecer o produto primário usa-se grande excesso de
(aumentando a probabilidade do reagir com em vez de com a amina formada) e condições frias ou solventes apropriados.
Passo 6
Stereoespecificidade e observações finais de mecanismo:
-
causa inversão de configuração no centro carbonado atacado (Walden inversion). No caso do 1-bromobutano o carbono é primário e achiral, então não há questão prática de inversão mesurável. - Solventes polares apróticos (por exemplo DMSO, acetronitrila) aumentam a velocidade de
porque solvatam menos o nucleófilo; em contraste, solventes proticos solvatam e diminuem a taxa. Na prática com muitas vezes usa-se amônia líquida ou solução de em etanol/etanol amoniacal.
Resposta
Possíveis subprodutos por alquilação adicional: