4- Qual a vantagem de se usar a reação organometálica para uma reação de ataque nucleofílico a uma olefina?
Passo 1
O enunciado pergunta qual a vantagem de usar uma reação organometálica para promover um ataque nucleofílico a uma olefina. O conteúdo envolvido é química organometálica, mais especificamente coordenação de olefinas a metais de transição e migratory insertion, que veremos como facilitam o ataque de um nucleófilo.
Passo 2
Uma olefina isolada tem um orbital ligante
cheio e um orbital antibonding
vazio cujo nível de energia (o LUMO) é relativamente alto. Por isso, um nucleófilo livre tem dificuldade em doar elétrons para esse
e a reação de adição direta é termodinamicamente e cineticamente desfavorável.
Passo 3
Quando a olefina coordena a um metal de transição, ocorre:
- Doação de densidade do orbital
da olefina para orbitais vazios do metal. - Back-bonding do metal (seus elétrons d) para o orbital
da olefina.
Essa interação reduz a energia do, polariza a dupla ligação e torna a olefina muito mais eletrofílica, facilitando o ataque nucleofílico.
Passo 4
Na sequência, o nucleófilo já ligado ao metal (por exemplo, um hidreto
em hidroaluminação ou um grupo
em carbometalação) migra via migratory insertion para um dos carbonos da dupla ligação, formando um intermediário organometálico
. Esse intermediário é normalmente mais reativo e pode ser convertido em produto final sob condições brandas.
Passo 5
As principais vantagens desse caminho organometálico são:
- Aumento expressivo da taxa de reação sob condições brandas (temperatura e pressão moderadas).
- Excelente controle regio- e estereoquímico (por exemplo, adição anti-Markovnikov).
- Alta tolerância a grupos funcionais sensíveis.
- Possibilidade de catalisar o processo, usando apenas pequenas quantidades de metal.
- Versatilidade para introduzir diversos nucleófilos (H
, R , OH , etc.) e formar ligações C–C ou C–X de forma seletiva.
Resposta
A coordenação da olefina ao metal de transição polariza e abaixa a energia do orbital
, permitindo o ataque nucleofílico sob condições brandas com alto controle regio- e estereoquímico, via migratory insertion em intermediários organometálicos que podem ser convertidos em produtos finais com grande eficiência e tolerância a grupos funcionais.