Selecione, em cada um dos seguintes pares, o composto que será convertido no brometo de alquila correspondente, mais rapidamente, ao ser tratado com brometo de hidrogênio. Explique os motivos da sua escolha.
(a) 1-Butanol ou 2-butanol
(a) 1-Butanol ou 2-butanol
Passo 1
O enunciado pede para comparar a velocidade de conversão de 1-butanol e 2-butanol em seus brometos de alquila correspondentes ao reagir com
. O conteúdo envolvido é reação de substituição nucleofílica de álcoois em meio ácido, que pode seguir dois mecanismos principais:
(via carbocátion) ou
(ataque direto do nucleófilo).
Passo 2
Ao tratar um álcool com
, primeiro ocorre protonação do oxigênio, gerando um íon oxônio:
A partir daí o brometo pode se formar por dois caminhos:
– Se o substrato gerar um carbocátion estável, ele se forma e depois é atacado rapidamente por (mecanismo
).
– Se o carbocátion for muito instável, o nucleófilo ataca diretamente o carbono ligado ao oxônio em um único passo (mecanismo
).
– Se o substrato gerar um carbocátion estável, ele se forma e depois é atacado rapidamente por
– Se o carbocátion for muito instável, o nucleófilo
Passo 3
1-Butanol é um álcool primário. Seu carbocátion seria primário, muito instável para se formar com facilidade, logo o principal caminho é
. Em geral
em carbono primário com nucleófilo relativamente fraco (como
em meio ácido) é lento.
2-Butanol é um álcool secundário. Seu carbocátion secundário é estável o bastante para se formar de modo razoavelmente rápido, permitindo que a reação siga o mecanismo , cuja etapa de formação de carbocátion é mais fácil para carbonos secundários.
2-Butanol é um álcool secundário. Seu carbocátion secundário é estável o bastante para se formar de modo razoavelmente rápido, permitindo que a reação siga o mecanismo
Passo 4
Como na ordem de estabilidade de carbocátions vale
a etapa lenta do
em 2-butanol é muito mais favorecida que o
em 1-butanol. Portanto, 2-butanol será convertido em brometo de alquila mais rapidamente.
Resposta
2-Butanol, porque forma um carbocátion secundário estável e segue mecanismo
mais rápido que o
do álcool primário.