Questão 1 ( 2,0 pontos).
Como você converteria a
-fenilcetamida em
-etilamina? Apresente todas as condições reacionais e reagentes usados.
Como você converteria a
Passo 1
O enunciado pede que eu converta a molécula inicial
(ou seja, acetanilida, estrutura
) na amina primária simples
(ou seja, etilamina,
).
Informações relevantes dadas (implícitas no enunciado): a substância inicial é e o produto desejado é
. Não há outras restrições (tempo, rendimento, reagentes proibidos), então posso propor uma sequência de síntese razoável.
Informações relevantes dadas (implícitas no enunciado): a substância inicial é
Passo 2
Visão retrosintética e escolha de método (explicado de forma simples e intuitiva).
Queremos trocar o substituinte arílico ligado ao nitrogênio (Grupo fenil, ) por um grupo etil. Isso envolve duas transformações conceituais:
Queremos trocar o substituinte arílico ligado ao nitrogênio (Grupo fenil,
- Separar o fragmento arílico do nitrogênio — isto é, cortar a ligação
de modo a obter uma amida simples com o nitrogênio ligado a um radical alquílico ou hidrogênio. Se conseguirmos transformar em (acetamida), já teremos removido o anel fenílico do nitrogênio. - Converter a amida resultante
numa amina primária etílica por redução do grupo amida (transformação conhecida e padrão: redução de amidas a aminas primárias com agentes redutores fortes).
Motivação da escolha: esses dois passos (cleavage hidrogenolítico de ligação
para dar acetamida, seguido de redução de amida para amina) usam reações clássicas ensinadas em orgânica (hidrogenólise catalítica e redução de amidas com
ou
). São caminhos diretos e razoavelmente gerais para transformar um N‑arilamida em uma amina alquílica simples.
Passo 3
Passo prático 1 — remoção do anel fenílico (formação de acetamida). Reação proposta e condições:
Explicação didática do que ocorre e por que funciona (linguagem simples):
- Sob hidrogenação catalítica (gás
e catalisador de paládio sobre carvão, ), a ligação entre o anel aromático e o nitrogênio pode ser quebrada por hidrogenólise do vínculo , resultando na liberação do anel como hidrocarboneto aromático (benzeno, ) e deixando o nitrogênio ligado ao grupo acila — formando a acetamida . - Condições típicas: pressão de
elevada (ex.: – atm, dependendo do equipamento e da resistência da ligação), temperatura moderada a elevada (ex.: – ) e como catalisador. A reação pode exigir tempos longos e/ou condições mais drásticas porque a ligação é robusta; mas a hidrogenólise catalítica é um caminho de remoção de grupos arílicos em síntese orgânica quando necessário. - Trabalho prático pós-reação: filtrar o catalisador (remoção de
), evaporar solvente e separar o benzeno (volátil) do produto polar (acetamida). Se houver dúvida sobre eficiência, pode-se isolar e verificar por RMN/IR.
Observações de segurança e praticidade: hidrogenólise em alta pressão requer equipamento apropriado (autoclave) e cuidados com e (inflamabilidade). Se alguém não tiver autoclave, existem métodos alternativos de desaring (mas mais complicados) — o princípio pedagógico é entender que primeiro removemos o anel.
Passo 4
Passo prático 2 — redução da acetamida a etilamina. Reação proposta e condições:
Explicação didática do processo de redução (passo a passo conceitual):
- As amidas primárias
são reduzidas por hidretos fortes a aminas primárias . No caso da acetamida, é reduzida a etilamina . - Mecanismo simples (em palavras): o hidreto (
) do ataca o carbono carbonílico, forma-se um intermediário tetraédrico que, após etapas de transferência de hidreto e eliminação da função carbonila oxidada à alumínio, leva à substituição do grupo carbonila por dois hidrogênios no carbono (convertendo em ) e mantendo o nitrogênio como amina. - Condições práticas: usar
em solvente anidro apropriado (ex.: éter diético seco, ou ), acrescentar a amida à suspensão de sob temperatura controlada (inicialmente para controlar evolução), depois aquecer a refluxar se necessário; após consumo, fazer quench cuidadoso (adicionar primeiro solvente inerte escalonado e depois água/solução aquosa ácida lenta) para decompor complexos de alumínio, em seguida extrair a amina. Muitas vezes isola-se a amina como sal (p.ex. cloridrato) para facilitar purificação: acidificar solução para formar o sal de amônio, extrair impurezas, depois basificar para recuperar a amina livre. - Alternativa mais suave: reduzir com
(boro-tetra-hidrofurano) que reduz amidas de forma seletiva a aminas com boas rendas e condições mais brandas (temperaturas moderadas, menor risco de reação violenta no quench). Se preferir processo didático clássico, é a escolha curricular típica.
Passo 5
Resumo de trabalho experimental e notas práticas (como faria na prova/numa bancada):
- Reação A (remoção do fenil): colocar
em solvente apropriado (ex.: etanol ou etereólico), adicionar (cat.), submeter a em autoclave a pressão elevada (ex.: – atm) e aquecer até – até consumo do substrato (monitorar por TLC/GC). Filtrar o catalisador, separar voláteis; espera-se obter (acetamida) e . - Reação B (redução da acetamida): secar e dissolver
em anidro, adicionar a uma suspensão de sob frio, deixar reagir, aquecer se necessário; quench controlado e trabalho de separação para obter . Alternativamente usar (condições mais brandas). - Purificação típica: formar sal de cloreto ou sulfato da etilamina para purificação (acidificar com HCl diluído, evaporar solvente, precipitar sal), depois basificar para devolver a amina livre se desejar.
Resposta
-
-
é