Proponha sínteses razoáveis para cada uma das seguintes moléculas. Use um alquino em cada síntese pelo menos uma vez.
Mistura racêmica de (2 R, 3 R)-2,3–dibromo-butano e ( 2 S, 3 S )- 2,3-dibromo–butano

Passo 1

O enunciado pede que eu proponha uma síntese razoável que leve ao produto que é a mistura racêmica de (2R,3R)-2,3-dibromobutano e (2S,3S)-2,3-dibromobutano. Informações relevantes fornecidas ou exigidas:
  • O alvo é a mistura racêmica das duas formas enantioméricas citadas (ou seja, ambos os enantiômeros presentes em proporções iguais).
  • Devo usar um alquino em pelo menos uma etapa da síntese.
  • Não há outras restrições explícitas (posso escolher reagentes comuns e passos padrão).

Passo 2

Escolha do ponto de partida (uma decisão simples e prática). Vou partir de um alquino simétrico e comercialmente disponível, o \text{but-2-yne} (também chamado de 2-butino), cuja fórmula é \mathrm{CH_3-C\equiv C-CH_3}. Justificativa curta e amigável: é um alquino interno simples, já tem os quatro carbonos do produto final e facilita obter o alceno desejado com geometria controlada antes de introduzir os bromos.

Passo 3

Transformação 1 — parcial hidrogenação seletiva do alquino para obter o alceno cis ( (Z)-but-2-ene).
  • Reagente e condições: hidrogenação com \mathrm{H_2} em presença de catalisador de Lindlar (catalisador envenenado, por ex. \text{Pd/CaCO}_3 parcialmente envenenado).
  • O que acontece e por quê (aula curta): o catalisador de Lindlar promove a adição sin de hidrogênio ao triplo ligação, convertendo o alquino em um alceno com geometria cis (isto é, os grupos metila ficam no mesmo lado da dupla ligação). Em termos práticos: \text{but-2-yne} \xrightarrow{\mathrm{H_2},\\ \text{Lindlar}} (Z)\text{-but-2-ene}.
  • Observação didática: “sin” significa que os dois átomos de hidrogênio se adicionam ao mesmo lado da dupla ligação — por isso obtemos o alceno cis ( (Z)), não o trans.

Passo 4

Transformação 2 — adição de \mathrm{Br_2} ao alceno cis para formar o 2,3-dibromobutano.
  • Reagente e condições típicas: \mathrm{Br_2} em um solvente apolar como \mathrm{CCl_4} ou na presença de um solvente inerte, temperatura ambiente.
  • Mecanismo e explicação didática passo a passo:
    1. A dupla ligação do alceno nucleófilo ataca uma molécula de \mathrm{Br_2}, formando um íon bromônio (um intermediário cíclico com carga positiva no bromo ligado aos dois carbonos da antiga dupla).
    2. O brometo \mathrm{Br^-} (formado na etapa anterior) ataca esse bromônio por trás em um dos carbonos, abrindo o anel. Esse ataque é dirigido pela atração eletrostática e ocorre do lado oposto ao bromo que compartilha a ligação (ataque “backside”).
    3. O resultado é uma adição anti (os dois átomos de bromo ficam em faces opostas do plano da antiga dupla), característica do mecanismo via bromônio.
  • Consequência estereoquímica importante: como eu parti de um alceno cis ( (Z)-but-2-ene) e a adição de \mathrm{Br_2} ocorre via anti, a configuração relativa final coloca os dois substituintes bromos de forma que o produto seja quirais — de fato obtém-se uma mistura racêmica dos dois enantiômeros (2R,3R) e (2S,3S). Em símbolos: (Z)\text{-but-2-ene} \xrightarrow{\mathrm{Br_2}} \text{racêmico } \{(2R,3R)\text{-2,3-dibromobutano}\;+\;(2S,3S)\text{-2,3-dibromobutano}\}.ê
  • Por que racêmico? O ataque do \mathrm{Br^-} ao bromônio ocorre com probabilidade igual em ambos os carbonos planejados e dos dois lados equivalentes (o sítio intermediário é proquiral), levando à formação de quantidades iguais dos enantiômeros. Não há um agente quiral presente que favoreça um enantiômero sobre o outro.

Passo 5

Resumo mecanístico-estereoquímico para fixar a ideia (aula curtinha e prática para a prova).
  • Lindlar: transforma \text{but-2-yne} em (Z)-but-2-ene por adição sin de \mathrm{H_2}.
  • \mathrm{Br_2}: adiciona ao alceno por um mecanismo de bromônio seguido de ataque de \mathrm{Br^-} (adição anti), portanto de um alceno cis obtém-se — por anti-adicionamento — um par de produtos quirais que são enantiômeros. Como não há influência quiral, formam-se em quantidades iguais → mistura racêmica de (2R,3R) e (2S,3S).
  • Observação prática: a rota é curta (duas etapas), usa um alquino no início (atende à exigência) e são reagentes comuns em laboratório orgânico.

Passo 6

Escrevendo a síntese de forma limpa (passos práticos, reagentes e produtos):
  1. \text{but-2-yne}\xrightarrow{\mathrm{H_2},\\ \text{Lindlar}} (Z)\text{-but-2-ene}.
  2. (Z)\text{-but-2-ene}\xrightarrow{\mathrm{Br_2}} \text{racêmico } \{(2R,3R)\text{-2,3-dibromobutano} + (2S,3S)\text{-2,3-dibromobutano}\}.ê

Resposta

\text{but-2-yne} \xrightarrow{\mathrm{H_2},\\ \text{Lindlar}} (Z)\text{-but-2-ene} \xrightarrow{\mathrm{Br_2}} \text{mistura racêmica de }(2R,3R)\text{-2,3-dibromobutano e }(2S,3S)\text{-2,3-dibromobutano}ê

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