Proponha sínteses razoáveis para cada uma das seguintes moléculas. Use um alquino em cada síntese pelo menos uma vez.
meso-2-3-Dibromo-butano

Passo 1

O objetivo é propor uma síntese razoável de meso-2,3-dibromo-butano. O enunciado exigiu que eu use um alquino pelo menos uma vez na síntese. Informações relevantes que já conhecemos (do próprio nome da molécula):
  • A molécula alvo é meso-2,3-dibromo-butano, de fórmula estrutural CH3–CH(Br)–CH(Br)–CH3.
  • É um dibrometo vicinal (bromos em carbonos adjacentes, 2 e 3) e a forma solicitada é a forma meso (ou seja, os dois centros estereogênicos têm configuração oposta de modo que a molécula é meso/acicla e achiral).
  • Preciso usar um alquino em algum ponto da rota sintética.

Passo 2

Planejamento retro-sintético (ideia simples, de alto nível):
  • Sabemos que a adição de Br2 a um alceno dá um dibrometo vicinal por adição anti (mecanismo por bromônio). Se eu partir de cis-2-buteno e fizer bromação (Br2), a adição anti sobre a dupla ligada em posição 2–3 do cis-2-buteno fornece exatamente meso-2,3-dibromo-butano. Portanto, um precursor lógico é cis-2-buteno.
  • Agora, como sou forçado a usar um alquino, posso partir de but-2-ino (2-butyne, CH3–C≡C–CH3). A hidrogenação parcial controlada de um alquino simétrico como but-2-ino pode dar o cis-2-buteno — e daí, bromação gera o meso-dibrometo.
  • Assim a sequência retrógrada escolhida é: meso-2,3-dibromo-butano ← Br2 adição a cis-2-buteno ← hidrogenação parcial de 2-butyne (alquino) para dar cis-2-buteno.

Passo 3

Escolha do método para converter o alquino em cis-alkeno e por que:
  • Existem duas formas comuns de hidrogenar um alquino até alceno:
    1. Hidrogenação parcial com catalisador “poisoned” (Lindlar): dá o alceno cis (adição sin de H2 ao triplo carbono). Reagente típico: H2 com catalisador de Lindlar (Pd/CaCO3 envenenado com Pb ou piridina/quinolina). Resultado: cis-2-buteno.
    2. Hidrogenação dissolving-metal (Na, NH3 (líquido)): produz o alceno trans.
  • Para obter o produto meso precisamos do cis-2-buteno, porque a adição anti de Br2 a um cis- alceno gera centros com configurações opostas (meso). Se eu tivesse escolhido o trans-2-buteno (método 2), a bromação anti geraria o par enantiomérico (racêmico), não o meso. Por isso escolhemos Lindlar (método 1).
  • Observação prática para a prova: memorize “Lindlar → cis-alkeno” e “Na/NH3 → trans-alkeno”. Isso resolve rapidamente questões estereosseletivas.

Passo 4

Mecanismo qualitativo e razão estereoquímica da bromação:
  • Bromação de um alceno com Br2 passa por formação de um íon bromônio (ponte triangular de Br ligada a ambos os carbonos da dupla), seguida por ataque nucleofílico do segundo equivalente de Br^- no carbono mais substituído do bromônio (abertura da ponte). O ataque de Br^- ocorre do lado oposto ao bromônio (anti), portanto a adição de Br2 a um alceno é uma adição anti.
  • Se o alceno for cis (os dois grupos metil estão do mesmo lado da dupla), a adição anti coloca os dois Br em faces opostas, resultando em centros estereogênicos com configurações opostas — o produto é meso (há um plano de simetria).
  • Em palavras amigáveis: “cis + anti → meso; trans + anti → racema (par de enantiômeros)”.

Passo 5

Reação passo a passo (síntese dirigida, reagentes e condições e pequenas dicas experimentais):
  1. Partida: 2-butyne (but-2-yne), estrutura CH3–C≡C–CH3 — este é o meu alquino obrigatório.
    • Passo A (hidrogenação parcial): trate com H2 na presença de catalisador de Lindlar (Pd/CaCO3 envenenado com Pb(OAc)2 ou com adição de quinolina) em solvente inerte.
    • Resultado esperado: cis-2-buteno (CH3–CH=CH–CH3 com os metis do mesmo lado).
    • Dica: controle a pressão/tempo para evitar hidrogenação completa até butano; Lindlar normalmente para no alceno.
  2. Passo B (bromação): trate o cis-2-buteno com Br2 em um solvente apolar como CCl4 ou CH2Cl2, à temperatura baixa a moderada.
    • Mecanismo: formação de bromônio + ataque anti de Br^- → adição vicinal anti.
    • Produto: meso-2,3-dibromo-butano (CH3–CH(Br)–CH(Br)–CH3 na forma meso).
    • Dica: usar uma solução diluída de Br2 e controlar temperatura para evitar subprodutos; solvente apolar favorece mecanismo típico de bromação.

Passo 6

Verificação estereoquímica final (checando que é meso):
  • Começando com cis-2-buteno, a adição anti coloca um Br vindo de cima e outro vindo de baixo; como os grupos CH3 e H originais estavam simétricos, os dois centros 2 e 3 vão ter configurações opostas (R e S), de modo que a molécula tem um plano de simetria — é o meso-2,3-dibromo-butano. Isso confirma que a rota dá o isômero pedido.

Passo 7

Por que outras rotas envolvendo alquino dão problema (curta explicação, útil na prova):
  • Hidrohalogenação direta de um alquino com HBr tende a dar vinil haleto e, com excesso, pode formar di-haleto geminal (os dois Br no mesmo carbono) — não é o que queremos.
  • Hidrogenação completa do alquino até alcano e depois bromação radicalar daria mistura sem controle estereo e provavelmente substituições nas posições erradas.
  • Por isso a sequência hidrogenação parcial (Lindlar) → bromação é a rota mais limpa, direta e controlada para obter meso-2,3-dibromo-butano a partir de um alquino.

Passo 8

Resumo prático para anotar na prova (sequência de reagentes curta e direta):
  • 2-butyne → (H2, Lindlar) → cis-2-buteno → (Br2, CCl4) → meso-2,3-dibromo-butano.

Resposta

2-butyne → (H2, Lindlar catalyst) → cis-2-butene → (Br2, CCl4) → meso-2,3-dibromo-butano

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