04 05 Lic 2009 V2

Prévia do material em texto

Preparação do t-butila
Reação SN1
Ana Carolina Boni
Glaucio de Oliveira Testoni
Susilaine Maira Savassa
Qual a utilidade do cloreto de t-butila?
zUsado na síntese orgânica como agente 
alquilante;
zSolvente;
Reações dos Haletos de Alquila
Definição
zOs Haletos de Alquila podem reagir com o 
nucleófilo/base de duas maneiras:
z por meio da substituição do grupo X por 
um nucleófilo (Nu);
zpela eliminação de HX para formar um 
alceno.
Substituição Nucleofílica - Definição
zNa substituição nucleofílica o reagente 
(nucleofílico), que ataca o substrato, leva 
o par de elétrons para formar a nova 
ligação química.
zO grupo que é substituído leva consigo o 
par de elétrons da ligação rompida.
Substituição Nucleofílica - Definição
Substituição Nucleofílica 
zHá dois tipos de reações de substituição 
nucleofílica:
zSN1 e Sn2
Características das reações
SN1 SN2
Substrato
Ocorrem com maior frequencia 
em haletos terciários, alílicos e 
benzílicos.
Ocorrem com maior frequencia em 
substratos metílicos e primários
Nucleófilo
O nucleófilo não deve ser muito 
básico, para evitar a competição 
com a reação de eliminação de 
HX
Os nucleófilos básicos, carregados 
negativamente, são mais efetivos 
que os nucleófilos neutros
Grupo de 
Saída
Ânions mais estáveis Ânions mais estáveis
Solvente Solventes Polares próticos Solventes polares aprótico 
Grupo 
retirante
I->Br->Cl->F-
Mecanismo Sn1
z A substituição nucleofílica unimolecular 
consiste num mecanismo de dois 
passos:
z Passo 1(lento): R-X R+ + X
z Passo 2(rápido): R+ + Y Æ R-Y
Eliminação Unimolecular E1
zO mecanismo E1 é semelhante com a 
reação SN1. Forma-se um carbocátion na 
primeira etapa e a velocidade da reação 
só depende da concentração do substrato. 
Ambos são favorecidos pelos mesmos 
fatores.
SN1 x E1
SN1 E1
z CARBOCÁTIONS 
ESTÁVEIS,
zNUCLEÓFILOS 
FRACOS,
zSOLVENTES 
POLARES,
zBAIXAS 
TEMPERATURAS
z CARBOCÁTIONS 
ESTÁVEIS,
zNUCLEÓFILOS 
FRACOS,
zSOLVENTES 
POLARES,
zALTAS 
TEMPERATURAS
SN1x E1
zComo em nosso experimento estamos 
trabalhando em temperatura ambiente , a 
reação que será favorecida será a SN1, 
porem acontecerá uma reação secundária 
E1.
Principais Técnicas e Materiais Utilizados
z Extração 
z Lavagem
z Secagem
z Filtragem simples
z Destilação simples
Principais Técnicas e Materiais Utilizados
z Extração
Funil de separação: 
serve para extrair 
duas soluções 
imiscíveis. A fase 
orgânica pode estar 
acima ou abaixo, 
dependendo da 
densidade relativa 
das duas soluções.
Principais Técnicas e Materiais Utilizados
z Filtração Simples: 
Separar líquidos de 
sólidos.
z Papel de filtro 
pregueado: oferece 
uma superfície de 
filtração aumentada, 
com maior 
rendimento na sua 
velocidade.
Principais Técnicas e Materiais Utilizados
Destilação Simples:
separa um líquido de 
impurezas não 
voláteis de um 
solvente usado 
numa 
extração.Também 
separa líquidos de 
ponto de ebulição 
diferentes.
Compostos Utilizados
Fluxograma
25g álcool t-butílico
Colocar em funil de separação de 250mL
Adicionar 85mL de HCl concentrado
Agitar de 5 em 5 min. durante 20 minutos
Manter em repouso até separação das fases.
Fase aquosa (inferior): H3O+, Cl-;
pequenas quantidades de álcool t-butílico 
e de Cloreto de t-butila
Fase orgânica (superior): cloreto de t-
butila; pequenas quantidades de álcool t-
butílico; HCl; H2O
Lavar com 20mL de NaHCO3 5%
Cloreto de t-butila (superior): pequenas 
quantidades de álcool t-butílico, H2O; Na+Cl-; 
Na+HCO3-
Fase aquosa (inferior): Na+Cl-; Na+HCO3-; 
pequenas quantidades de cloreto de t-butila 
e álcool t-butílico 
Fase aquosa (inferior): H2O Na+Cl-; 
Na+HCO3-; pequenas quantidades de 
cloreto de t-butila e álcool t-butílico 
Cloreto de t-butila (superior): pequenas 
quantidades de álcool t-butílico, Na+Cl-, 
Na+HCO3-, H2O
Lavar com 20mL de água destilada.
Cloreto de t-butila (superior): pequenas 
quantidades de álcool t-butílico, Na+Cl-, 
Na+HCO3-, H2O
Transferir para erlenmeyer de 125mL
Secar o produto com 5g de CaCl2 anidro
Filtrar o líquido em papel pregueado diretamente em um 
balão de destilação de 100 ml.
Filtrado: Cloreto de t-butila; pequenas 
quantidades de CaCl2.6H2O, Na+Cl-, H2O, 
álcool t-butílico
Sólido retido no filtro: NaCl; 
CaCl2.6H2O; NaHCO3; pequenas 
quantidades de cloreto de t-butila, 
álcool t-butílico.
Destilar o produto 
coletando a fração de 
p.e. 49-5l°, em 
erlenmeyer previamente 
pesado 
Destilado:cloreto de t-butila Resíduos: pequenas quantidades de 
cloreto de t-butila, álcool t-butílico; 
NaCl2.6H2O; 
Calcular o rendimento.
Corrigir o p.e. observado. 
Cuidados
Alcool t-butílico: 
z Inflamavel, causa irritação nos olhos e na 
pele;
Cloreto de t-butila:
zTóxico (inalação prolongada) e inflamável:
Resíduos:
zColocar os resíduos em frasco especial 
devido a presença de cloreto de t-butila 
que posteriormente será incinerado.
Mecanismos Envolvidos
zReação de formação do cloreto de terc-
butila:
Mecanismos Envolvidos
zReação Concorrente-Eliminação:
Reações Envolvidas
z Eliminação de ácido que possa estar em 
excesso:
NaHCO3(aq)+ H+Cl-(aq) Na+(aq)+ Cl-(aq)+ CO2(g) + H2O(l)
z Eliminação da água através do agente 
secante: 
CaCl2(s) + 6 H2O(l) CaCl2.6H2O(s)
Cálculos 
z Volume a ser utilizado de álcool t-butílico:
Temos:
dálcool = 0,779 g/mL
massa a ser utilizada de álcool t-butílico = 25,00g
zEntão:
0,779----------1mL
25,00---------- x
x = 32,09 mL de álcool t-butílico
Cálculos 
zCálculo da massa de HCl que reage com 
25,00 g de álcool t-butílico:
Massas molares: Álcool=73,96
HCl= 36,46
1 mol de álcool t-butílico ---------- 1 mol de HCl
73,96 g ---------- 36,46 g
25,00 g ---------- y
y = 12,32 g de HCl
Cálculos
z Cálculo do volume de HCl necessário 
para reagir com 25g de álcool t-butílico:
Dados: HCl conc. = 35,5%
d(HCl) = 1,187 g/ mL
Volume de HCl utilizado = 85,00mL
zSabe-se que em 100g de Solução tem-se 
35,5g de HCl, então:
d = m/V 
V=m/d=100/1,187=84,25mL
Cálculos
zComo tínhamos dito, foram utilizados 85,00mL 
de HCl, então através de cálculos podemos 
dizer que:
35,5g de HCl em 100g de solução -----------84,24mL 
Z ---------- 85,00 mL
Z = 35,82 g de HCl contidos em 85,00 mL utilizados
Cálculos
zEntão podemos dizer que foram 
adicionados no funil: 35,82g de HCl
zE sabendo-se que reagiram 12,32g, temos 
um excesso de 23,50g
Cálculos
zCálculo da massa de cloreto de t-butila obtida na 
reação com 25,00 g de álcool t-butílico:
1 mol de álcool t-butílico ---- -------1 mol de cloreto de t-butila
73,96g -----------92,57g 
25,00g -----------x
x = 31,29g de cloreto de t-butila para 100% de rendimento
Cálculos
z Rendimento do experimento = ( massa obtida / 31,29) x 
100
31,29 g de Cloreto de t-butila --------- 100%
Massa obtida --------- x
z Fator de Correção do ponto de ebulição à pressão de 1 
atm: 
T = 0,00012(760 – p)(Tobservada + 273)
Bibliografia
z http://labjeduardo.iq.unesp.br
z Vogel-Análise Orgânica Qualitativa, 3ºEdição, 
Rio de Janeiro –RJ, ed. Universidade de São 
Paulo. Páginas 2 e 251. 1981.
zMerckIndex.
z Solomons,T.W.G., Fryhle, C.B.,Química 
Orgânica 1-trad.WheiOh Lin, 7ªed,LTC-Rio de 
Janeiro,2001.
	Preparação do t-butila�Reação SN1
	Qual a utilidade do cloreto de t-butila?
	Reações dos Haletos de Alquila� Definição
	Substituição Nucleofílica - Definição
	Substituição Nucleofílica - Definição�
	Substituição Nucleofílica 
	Características das reações
	Mecanismo Sn1
	Eliminação UnimolecularE1
	SN1 x E1
	SN1x E1�
	Principais Técnicas e Materiais Utilizados
	Principais Técnicas e Materiais Utilizados
	Principais Técnicas e Materiais Utilizados
	Principais Técnicas e Materiais Utilizados
	Compostos Utilizados
	Fluxograma
	Cuidados
	Mecanismos Envolvidos
	Mecanismos Envolvidos
	Reações Envolvidas
	Cálculos 
	Cálculos 
	Cálculos
	Cálculos
	Cálculos
	Cálculos
	Cálculos
	Bibliografia