Como você prepararia as seguintes amidas usando um brometo ácido e uma amina (ou amônia) ?
a) N-etilpropanoamida

Passo 1

O enunciado pede: preparar a amida N-etilpropanamida usando um brometo ácido e uma amina (ou amônia).
Informações dadas (o que preciso usar/obter):
  • Produto desejado: N-etilpropanamida, cuja fórmula estrutural pode ser escrita como \mathrm{CH_3CH_2C(O)NHCH_2CH_3}.
  • Tipo de reagentes permitidos: um brometo de ácido (isto é, um cloreto/brometo de ácido acila — aqui usaremos o brometo correspondente) e uma amina (ou amônia).
Resumo do que vou fornecer: reagente inicial apropriado (brometo de ácido), amina nucleófila, condições práticas e mecanismo passo a passo mostrando como se forma a amida.

Passo 2

Escolha dos reagentes e equivalências (explicação didática e intuitiva):
  • Para obter \mathrm{CH_3CH_2C(O)NHCH_2CH_3} o brometo ácido lógico é o brometo de propanoíla (propanoyl bromide), isto é \mathrm{CH_3CH_2C(O)Br}. Peguei esse composto porque a parte acila do produto é a cadeia propanoíla \mathrm{CH_3CH_2C(O)-}.
  • A amina necessária é a etilamina livre \mathrm{CH_3CH_2NH_2}, porque queremos o nitrogênio ligado a um grupo etil (o N-etil).
  • Este é um caso clássico de substituição nucleofílica acílica: o grupo \mathrm{Br} é um bom grupo saída em um brometo de ácido, logo a etilamina ataca o carbono carbonila e substitui o \mathrm{Br}, formando a amida.
  • Stoquiometria prática: usar 1{,}0 equivalente de \mathrm{CH_3CH_2C(O)Br} e 1{,}2 2{,}0 equivalentes de \mathrm{CH_3CH_2NH_2} (excesso de amina atua como nucleófilo e também como base para neutralizar o \mathrm{HBr} formado). Alternativa: usar 1{,}0 eq de amina e uma base externa como piridina ou \mathrm{Et_3N} (trietilamina) para captar \mathrm{HBr}.

Passo 3

Procedimento prático (passo-a-passo experimental e dicas como se estivesse fazendo na prova/laboratório):
  1. Preparar uma solução da etilamina em um solvente apolar/aproto como diclorometano ( \mathrm{CH_2Cl_2}) ou clorofórmio, manter sob atmosfera inerte se possível e resfriar a 0^\circ\mathrm{C} (banho de gelo). Use uma quantidade de etilamina em excesso (por ex. 1{,}5 eq).
  2. Diluir o brometo de propanoíla \mathrm{CH_3CH_2C(O)Br} em \mathrm{CH_2Cl_2} separadamente e adicionar essa solução lentamente (gota a gota) à solução fria de etilamina, mantendo a mistura a 0^\circ\mathrm{C}. A adição lenta controla o aquecimento exotérmico e evita reações secundárias.
  3. Após a adição, deixar a reação progredir por 15–60 min a 0^\circ\mathrm{C} e depois permitir aquecer até temperatura ambiente e agitar por mais 30–60 min. Monitorar por TLC (se houver) ou por consumo do brometo de ácido.
  4. Durante a reação será gerado \mathrm{HBr}; ele normalmente ficará neutralizado pela etilamina em excesso formando cloreto/brometo de etilamônio \mathrm{CH_3CH_2NH_3^+Br^-} (sal). Se usou \mathrm{Et_3N} ou piridina como base, o sal será \mathrm{Et_3NH^+Br^-} ou piridínio·Br⁻.
  5. Trabalho final (workup): filtrar/decantar para remover eventual precipitado salino; lavar a fase orgânica com solução aquosa ácida diluída (por ex. 1\% \mathrm{HCl}) para extrair aminas não consumidas (se preferir remover amina livre), depois lavar com solução aquosa de bicarbonato se necessário, em seguida lavar com água e salmoura, secar o orgânico (ex.: \mathrm{Na_2SO_4}), concentrar sob vácuo. Purificar por destilação a vácuo ou cromatografia se necessário.
    Dica rápida: manter meio seco (sem água) porque brometo de ácido hidrólisa formando ácido carboxílico indesejado.

Passo 4

Mecanismo passo a passo (aula curta e didática — importante para a prova):
  1. Ataque nucleofílico: o par eletrônico livre do nitrogênio de \mathrm{CH_3CH_2NH_2} ataca o carbono carbonílico do brometo de propanoíla \mathrm{CH_3CH_2C(O)Br}, formando um intermediário tetraédrico (o oxigênio do carbonila fica com carga negativa temporariamente). Em palavras simples: o nitrogênio “morde” o carbono da carbonila.
  2. Colapso do tetraedro: o par eletrônico ligado ao oxigênio retorna para formar a dupla ligação C=O e simultaneamente o \mathrm{Br^-} sai (bom grupo saída). Isso gera a amida protonada inicialmente (porque o nitrogênio trouxe um H ou ficou protonado no processo).
  3. Transferência de prótons / neutralização: surge \mathrm{HBr} que é captado por outra molécula de etilamina (se estiver em excesso) formando o sal \mathrm{CH_3CH_2NH_3^+Br^-}. Se uma base externa foi usada, ela captura \mathrm{HBr}. O produto neutro final é \mathrm{CH_3CH_2C(O)NHCH_2CH_3}.
    Reações resumidas em equações (peguei as fórmulas dos reagentes já definidos):
\mathrm{CH_3CH_2C(O)Br} + \mathrm{CH_3CH_2NH_2} \longrightarrow \mathrm{CH_3CH_2C(O)NHCH_2CH_3} + \mathrm{HBr}
e a neutralização típica:
\mathrm{HBr} + \mathrm{CH_3CH_2NH_2} \longrightarrow \mathrm{CH_3CH_2NH_3^+Br^-}.
Por isso é importante usar excesso de amina ou uma base apropriada: para não deixar \mathrm{HBr} protonar/atalhar o curso da reação.

Passo 5

Possíveis problemas práticos e como evitá-los (para a prova, saber o que pode dar errado):
  • Hidrólise do brometo de ácido em presença de água => usar solvente seco e condições anidras.
  • Temperatura alta pode provocar reações secundárias; por isso adicionar o brometo ao nucleófilo em frio.
  • Se não usar base/excesso de amina, \mathrm{HBr} pode protonar a amina e reduzir sua nucleofilicidade, retardando a reação.
  • Se for necessário evitar excesso de amina por motivos de purificação, usar uma base orgânica como piridina que facilita também a reação (piridina atua como nucleófilo fraco e base para captar \mathrm{HBr}).

Passo 6

Resumo final (reação prática e condições recomendadas — o que escrever na prova):
  • Reagentes: \mathrm{CH_3CH_2C(O)Br} (brometo de propanoíla) + \mathrm{CH_3CH_2NH_2} (etilamina, 1{,}2–2{,}0 eq) em \mathrm{CH_2Cl_2}.
  • Condições: adicionar solução do brometo ao excesso de amina a 0^\circ\mathrm{C}, depois deixar a temperatura subir a 25^\circ\mathrm{C}, extrair e purificar.
  • Mecanismo: substituição nucleofílica acílica (ataque do N à carbonila, formação de intermediário tetraédrico, saída do \mathrm{Br^-}, neutralização do \mathrm{HBr}).
  • Produto: \mathrm{CH_3CH_2C(O)NHCH_2CH_3} ( N-etilpropanamida ).

Resposta

\mathrm{CH_3CH_2C(O)Br} + \mathrm{CH_3CH_2NH_2} \xrightarrow[\text{DCM, }0^\circ\mathrm{C}\to\text{rt}]{\text{excesso de etilamina (ou Et_3N)}} \mathrm{CH_3CH_2C(O)NHCH_2CH_3} + \mathrm{HBr}

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