Como você prepararia as seguintes amidas usando um brometo ácido e uma amina (ou amônia) ?
c) Propanoamida

Passo 1

O enunciado pede: “Como você prepararia a propanoamida usando um brometo ácido e uma amina (ou amônia)?”
Informações relevantes fornecidas (o que tenho que usar):
  • O reagente ácido disponível é um brometo acílico (brometo de acila), isto é o brometo de propanóilo se quero a propanoamida. Vou anotar isso como \text{CH}_3\text{CH}_2\text{COBr}.
  • A amina disponível pode ser a amônia \text{NH}_3 (ou outra amina, mas aqui queremos a propanoamida simples — então usarei amônia).
  • O objetivo final é obter a propanoamida, isto é \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CONH}_2.
Resumo do que se pede:
  • Mostrar a preparação de \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CONH}_2 a partir de um brometo ácido (aqui \text{CH}_3\text{CH}_2\text{COBr}) e amônia \text{NH}_3, com procedimento e mecanismo didático.

Passo 2

Visão geral da estratégia (sem calcular ainda): reação entre brometo de acila e amina é o método direto mais simples para formar uma amida. A transformação global é uma substituição nucleofílica acílica (substituição nucleofílica no carbono carbonílico): a amônia ataca o carbono carbonílico do brometo de acila, forma-se um intermediário tetraédrico e o brometo \text{Br}^- sai, gerando a amida. Como a reação gera \text{HBr} (ácido), usa-se excesso de amônia para neutralizar e evitar hidrólise/reações secundárias. Então a equação estequiométrica útil envolve duas mols de \text{NH}_3: uma para atacar e formar a amida, outra para neutralizar o HBr formado.

Passo 3

Preparação prática do brometo de propanóilo (quando necessário): se não for fornecido o brometo acílico diretamente, ele pode ser obtido a partir do ácido propanoico \text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH} usando trifosfato de fósforo redutor como reagente halogenante. Uma reação comum é com trióxido de fósforo tribrometo (na prática usa-se \text{PBr}_3):
3\,\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH} + \text{PBr}_3 \longrightarrow 3\,\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COBr} + \text{H}_3\text{PO}_3.
Explicação curta do que isso faz: \text{PBr}_3 substitui o grupo -\text{OH} do ácido por -\text{Br}, formando o brometo de acila muito mais reativo que o ácido correspondente. (Observação prática: brometos de acila são sensíveis à água e devem ser manuseados em condições anidras.)

Passo 4

Mecanismo passo a passo da transformação brometo de acila + amônia → amida (explicação didática):
  1. Ataque nucleofílico: a amônia \text{NH}_3 tem um par de elétrons livres no nitrogênio; esse par ataca o carbono do grupo carbonila do brometo de acila \text{CH}_3\text{CH}_2\text{COBr}. Isso forma um intermediário tetraédrico onde o carbono passa de hibridização sp^2 para sp^3.
  2. Formação do intermediário tetraédrico: esse intermediário temporário carrega uma carga parcial negativa no oxigênio e uma ligação extra ao nitrogênio.
  3. Eliminação do grupo saindo: o brometo ( \text{Br}^-) sai do intermediário, reformando a carbonila e gerando a amida protonada (isto é, inicialmente obtém-se \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CONH}_3^+ ou uma espécie protonada semelhante).
  4. Desprotonação: uma molécula de \text{NH}_3 ou outra base presente remove um próton do nitrogênio, formando a amida neutra \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CONH}_2 e gerando \text{NH}_4^+. O brometo formado combina com \text{NH}_4^+ dando \text{NH}_4\text{Br}.
Em palavras simples: \text{NH}_3 ataca, \text{Br}^- sai e o excesso de \text{NH}_3 neutraliza o \text{HBr} formado.

Passo 5

Equações químicas estequiométricas (mostrando o papel de 2 equivalentes de \text{NH}_3):
Reação de formação (mostrando neutralização do HBr):
\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COBr} + 2\,\text{NH}_3 \longrightarrow \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CONH}_2 + \text{NH}_4\text{Br}.
Explicação: um equivalente de \text{NH}_3 atua como nucleófilo e forma a amida; o segundo equivalente neutraliza o ácido formado, ficando como sal \text{NH}_4\text{Br}. Essa equação é a forma prática usada em laboratório.

Passo 6

Condições experimentais e dicas práticas (o que faz na bancada, temperatura, solvente, trabalho de purificação):
  • Reação anidra: usar solvente aprotico e anidro, por exemplo diclorometano seco ou éter anidro, porque brometos de acila reagem com água (hidrolisam) e perdem rendimento.
  • Ordem de adição: adicionar lentamente a solução de brometo de propanóilo à solução fria (0–5 ºC) de amônia em excesso (em solvente apropriado ou como solução alcoólica de amônia) para controlar a velocidade e o aquecimento; manter temperatura baixa para evitar reações colaterais.
  • Excesso de \text{NH}_3: usar excesso de amônia (por ex. 2–3 equivalentes) para garantir completa conversão e neutralização do HBr produzido.
  • Trabalho-up: após consumo do brometo de acila, separar fases (se houver), lavar com água para remover sais solúveis, extrair orgânico, secar sobre \text{Na}_2\text{SO}_4 anidro e evaporar o solvente. O sal \text{NH}_4\text{Br} fica na fase aquosa.
  • Purificação: se necessário, a propanoamida pode ser recristalizada do solvente apropriado (por ex. etanol/água) ou destilada sob vácuo se for adequada. Controlar pH durante lavagens para não decompor a amida.

Passo 7

Precauções e razões para usar este método (motivação didática):
  • Brometos de acila são reagentes muito reativos e permitem formação rápida de amidas com amônia anonimamente. É preferível ao uso direto de ácidos carboxílicos com amônia sem ativação, porque ácidos reagem mal com aminas para formar amidas sem agente ativador (perfis energéticos desfavoráveis).
  • Alternativas como transformar o ácido em cloreto de acila (com \text{SOCl}_2 ou \text{PCl}_3) também funcionam; o brometo é análogo e igualmente adequado.
  • Controlar água e excesso de base evita formação de subprodutos (p.ex. hidrólise) e permite bom rendimento.

Resposta

\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COBr} + 2\,\text{NH}_3 \longrightarrow \text{CH}_3\text{CH}_2\text{CONH}_2 + \text{NH}_4\text{Br}

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