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Álcoois, Éteres e Tióis 1 Universidade Federal de Sergipe Centro de ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Química Prof. Paulo Cesar de Lima Nogueira São Cristóvão/UFS 2015.1 • Alcoóis possuem um grupo hidroxila (– OH) ligado a um “C” sp3. • Átomo de “C” do álcool pode ser parte de um grupo alquila simples ou parte de uma molécula mais complexa (colesterol) metanol (álcool metílico) etanol (álcool etílico) propan-2-ol (álcool isopropílico) 2-metilpropan-2-ol (álcool terc-butílico) colesterol 2 Álcoois Introdução: • Átomo de “C” sp3do álcool também pode estar ligado a um grupo alquenila ou alquinila, ou pode estar ligado a um anel benzênico. prop-2-en-1-ol (álcool alílico) prop-2-in-1-ol (álcool propargílico) benzenometanol (álcool benzílico) fenol p-metilfenol um fenol substituído fórmula geral para um fenol 3 • Atenção: Fenóis são compostos que possuem um grupo hidroxila ligado diretamente a um anel benzênico (tratado como outra função orgânica). Álcoois Introdução: - Alcoóis 3ários etanol geraniol (óleo de rosas) álcool benzílico isopropanol mentol (óleo de hortelã) terc-butanol noretindrona (contraceptivo oral) = 4 - Alcoóis 1ários - Alcoóis 2ários = = ÁlcooisClassificação: • Análogos de álcoois contendo enxofre. •Também chamados de mercaptanas (capturam mercúrio) porque formam complexos commetais como Hg e As. •Sulfetos ou tioéteres são análogos de éteres contendo enxofre. etanotiol 1-propanotiol 3-metil-1-butanotiol dimetilsulfeto iodeto de tetrametilssufônio (sal sulfônio)metiltiometano 5 Tióis e Tioéteres Introdução: • Podem ser imaginados como derivados da H2O nos quais ambos os átomos de “H” foram substituídos por grupos alquila ou arila. R e R’= grupo alquila ou arila éter dimetílico o grupo funcional éter óxido de etileno tetrahidrofurano (THF) éteres cíclicos 6 Éteres Introdução: (−)-mentol (óleo de menta) flavorizante e medicinal vanilina (grãos da baunilha) anetol (óleo de erva-doce) eucaliptol (óleo de eucalipto) flavorizante, aromatizante e medicinal etanol (fermentação) Exemplos: álcoois e éteres em sabores e aromas encontrados na natureza. 7 Álcoois, Éteres, Tióis e Tioéteres Interessantes 3-metil-but-2-en-1-tiol (cheiro de gambá) um dissulfeto (cheiro de trufa) (E)-but-2-en-1-tiol • Álcoóis e éteres possui um átomo de oxigênio com 2 pares de elétrons não ligantes e conectados a outros 2 átomos. Assim, o átomo de “O” é tetraédrico e hibridizado sp3. • O ângulo de ligação ao redor do átomo de “O” num álcool ou éter é próximo ao ângulo de ligação tetraédrico de 109,5o. hibridização sp3 hibridização sp3 8 Álcoois e Éteres Introdução: Estrutura e ligação • Éteres cíclicos: o ângulo de ligação C–O–C de um epóxido ~ 60o, um desvio considerável do ângulo de ligação tetraédrico. • Epóxidos: possuem tensão angular e, assim, são mais reativos que outros éteres. • Como o “O” é muito mais eletronegativo que “C” e “H”, as ligações C–O e O–H são todas polares, com o átomo de “O” rico em elétrons e os átomos de “C” e “H” deficientes em elétrons. 9 Éteres Introdução: Estrutura e ligação Nomenclatura Substitutiva da IUPAC (formados a partir dos nomes dos hidrocarbonetos) 1) Selecione a cadeia de “C” mais longa e contínua na qual a hidroxila (OH) está diretamente ligada. Mude o sufixo –o do alcano correspondente pelo sufixo –ol; 2) Numere a cadeia de “C” mais longa e contínua de modo a dar o menor número ao átomo de “C” ligado ao grupo OH. 3) Indique a posição do grupo OH e indique as posições dos outros substituintes (como prefixos). 10 Nomenclatura Álcoois propan-1-ol butan-2-ol 4-metilpentan-1-ol 3-cloropropan-1-ol 4,4-dimetilpentan-2-ol 11 Nomenclatura: IUPAC Álcoois • Alcoóis simples são muitas vezes chamados pelos nomes comuns, que também são aceitos pela IUPAC. • Exemplos: álcool metílico, álcool etílico e álcool isopropílico. Outros exemplos de nomes comuns de álcoois simples: álcool propílico álcool butílico álcool sec-butílico álcool terc-butílicoálcool isobutílicoálcool neo-pentílico 12 Nomenclatura: Nomes comuns aceitos pela IUPAC Álcoois • Alcoóis contendo 2 grupos OH são comumente chamados de glicóis. No sistema substitutivo da IUPAC são chamados de dióis. etano-1,2-diol ou 1,2-etanodiol (etileno glicol) propano-1,2-diol ou 1,2-propanodiol (propileno glicol) propano-1,3-diol ou 1,3-propanodiol (trimetileno glicol) 13 Nomenclatura: Dióis Álcoois (anticongelante) 1,2,3-propanotriol ou propano-1,2,3-triol (glicerol) • Éteres simples: são frequentemente nomeados como grupo funcional. • Simplesmente uma lista (na ordem alfabética) de ambos os grupos que estão ligados ao átomo de O, adicionando-se a palavra éter ao final. etil metil éter dietil éter terc-butil fenil éter 14 Nomenclatura: Éteres • No sistema IUPAC, os éteres recebem nomes como alcoxialcanos, alcoxialquenos e alcoxiarenos. O grupo RO – é um grupo alcóxi. 2-metoxipentano 1-etoxi-4-metilbenzeno 1,2-dimetoxietano (DME) 15 Nomenclatura: IUPAC Éteres • Nomes substitutivos da IUPAC são utilizados para éteres complicados e para compostos com mais de uma ligação éter. • Éteres possuem p.e. mais altos que os alcanos de M.M. comparável (forças de van der Waals e dipolo-dipolo); • Alcoóis possuem p.e. muito mais altos que éteres ou hidrocarbonetos comparáveis (van der Waals, dipolo-dipolo e ligação de hidrogênio); • Éteres são capazes de formar ligações de “H” com H2O. • Assim, solubilidade em H2O é similar às dos álcoois de mesma M.M. e diferente daquela dos hidrocarbonetos. •Exemplo: dietil éter e o butan-1-ol tem a mesma solubilidade em H2O (≅ 8 g/100 mL ) à t.a • Tióis: “S” é menos eletronegativo que “O”, logo ligações “H” são mais fracas e p.e. menor que álcoois. Exemplo: etanol (p.e=78oC) e etanotiol (p.e=37oC) 16 Propriedades físicas: Álcoois e Éteres •Metanol, Etanol, alcoóis propílicos e terc-butílico são completamente miscíveis com a H2O. • Solubilidade de álcoois em H2O diminui gradualmente com o aumento da cadeia carbônica. • Alcoóis de cadeia carbônica longa são mais semelhantes aos alcanos, e são consequentemente, menos semelhantes à H2O. Tabela 1. Pontos de ebulição comparativos de alcanos, éteres, alcoóis e aminas de M.M. comparável Alcanos Éteres Alcoóis Aminas 17 Propriedades físicas: Álcoois e Éteres Metanol • A maior parte era produzida pela destilação destrutiva da madeira (álcool de madeira). • Hoje, a maior parte é preparada através da hidrogenação catalítica do monóxido de carbono (CO) sob alta pressão e temperaturas elevadas (300 – 400 oC). • Altamente tóxico: ingestão provoca cegueira; quantidades maiores pode provocar morte. Envenenamento pode ocorrer através da inalação de vapores (exposição prolongada ao ar). 18 Importância social e econômica: Álcoois e Éteres Etanol (álcool de cereal) • Preparado através da fermentação de açúcares. • A fermentação é geralmente realizada através da adição de fermento a uma mistura de açúcares e H2O. • Importante industrialmente: produzido através da hidratação do eteno catalisada por ácido (ca. de 5% do abastecimento mundial de etanol é realizado desta forma). • Etanol também é tóxico, mas muito menos tóxico do que o metanol. fermento rendimento de ∼ 95% H+ 19 Importância social e econômica: Álcoois e Éteres Etilenoglicol e Propilenoglicol • O etilenoglicol tem uma baixa M.M., um alto p.e. sendo miscível com a H2O. • Essas propriedades tornal o etilenoglicol um excelente anticongelante. Entretanto, é tóxico. • O propilenoglicol (propan-1,2-diol)é atualmente utilizado como uma alternativa de baixa toxidez e ambientalmente amigável para o etilenoglicol. Dietil Éter • Líquido de p.e.muito baixo e altamente inflamável. • Cuidados no laboratório são necessários: Chamas ou faíscas de interruptores de luz podem provocar a combustão explosiva de misturas de dietil éter e ar. • Já foi empregado como um anestésico. 20 Importância social e econômica: Álcoois e Éteres 21 Métodos de obtenção: Álcoois álcool alceno cetona aldeído éterhaleto de alquila éster ácido carboxílico A. Hidratação de alcenos catalisada por ácidos diluídos: - A adição ocorre com regiosseletividade Markovnikov. - A reação é reversível e limitada devido ocorrer rearranjos. 22 Métodos de obtenção: a partir de alcenos Álcoois B. Oximercuração–Desmercuração: Alcenos reagem com acetato mercúrico em uma mistura de H2O e tetraidrofurano (THF) para produzir compostos de (hidroxil)mercúrio que podem ser reduzidos a alcoóis com NaBH4 e H2O. - A adição ocorre com regiosseletividade Markovnikov e sem rearranjos. Oximercuração Desmercuração C. Hidroboração–Oxidação: Um alceno reage com BH3:THF ou diborano para produzir um alquilborano. A oxiação e a hidrólise do alquilborano com H2O2 e base produzem um álcool. - Adição de – H e – OH ocorre com regiosseletividade anti-Markovnikov e estereosseletividade sin. anti-Markovnikov e adição sin HO– substitui o B com a retenção da configuração enanciômero enanciômero R = 2-metilciclo-pentil 23 • Reação em duas etapas, livre de rearranjos! • Útil em laboratório para a síntese de alcoóis a partir de alcenos • Oximercuração: o alceno é tratado com acetato de mercúrio [Hg(OAc)2] em tratraidrofurano (THF) como solvente. • Desmercuração: após completar a primeira reação, borohidreto de sódio (NaBH4) é adicionado ao meio reacional formando álcoois. •Regiosseletividade: Segue Markovnikoc 24 Reação de adição: oximercuração-desmercuração Alcenos • Etapa 1 (oximercuração): H2O e o acetato de mercúrio [Hg(OAc)2] se adicionam à ligação dupla. • Etapa 2 (desmercuração): NaBH4 reduz o grupo acetoximercúrio e o substitui por “H”. acetoximercúrio composto (hidroxialquil) mercúrio 25 Reação de adição: oximercuração-desmercuração Alcenos Mecanismo • Regiosseletividade: segue Markovnikov. • Regra de Markovnikov: O grupo O–H se liga ao “C” da ligação dupla com o maior Nº de átomos de “H”. pent-1-eno pentan-2-ol 1-metilciclo-penteno 1-metilciclo-pentanol 26 Reação de adição: oximercuração-desmercuração Alcenos Hidroboração de um alceno é um processo de hidratação sin (anti- Markovnikov) e o ponto de partida para diversos procedimentos sintéticos. Hidratação (anti-Markovnikov) de uma ligação dupla pode ser obtida através do uso de diborano (B2H6) ou de uma solução de borano em tetraidrofurano (BH3:THF). • A Reação ocorre em 2 etapas: síntese do alquilborano e oxidação do alquilborano. propeno tripropilborano propan-1-ol hidroboração oxidação 27 Reação de adição: hidroboração-oxidação Alcenos Exemplo: • Os aquilboranos produzidos na etapa de hidroboração geralmente não são passíveis de serem isolados. • São oxidados e hidrolisados a alcoóis no mesmo frasco reacional em que se adiciona peróxido de hidrogênio (HOO−) em uma base aquosa. 3-metilbut-1-eno 3-metilbutan-1-ol 3,3-dimetilbut-1-eno 3,3-dimetilbutan-1-ol 28 Reação de adição: hidroboração-oxidação Alcenos complexo pi estado de transição sincronizado com 4 átomos adição sin de “H” e “B” visão dos orbitais moleculares na hidroboração ligação pi do alceno orbital p vazio da borana complexo pi (doação da densidade eletrônica pi do alceno para o orbital p vazio do boro) estado de transição sincronizado de 4 átomos (resulta na adição sin) 29 Reação de adição: hidroboração-oxidação Alcenos adição sin de “H” e “B” 30 Reação de adição: hidroboração-oxidação Alcenos • O borano deficiente em elétrons se adiciona ao “C” menos substituído. • O outro “C” da dupla adquire uma carga parcial positiva. • “H” se adiciona ao “C” adjacente pelo mesmo lado (sin). Borano prefere o “C” menos substituído devido ao impedimento espacial e a distribuição de carga (efeito espacial e eletrônico). estado de transição mais estável estado de transição menos estável Notas: 1) Em cada etapa de adição o átomo de “B” se liga ao átomo de carbono menos substituído da ligação dupla e um “H” é transferido do átomo de “B” para o outro átomo de “C” da ligação dupla. 2) A Hidroboração é regiosseletiva e anti-Markovnikov (o átomo de “H” se liga ao átomo de “C” commenos “H” (o mais substituído). 3) Efeitos eletrônicos e espaciais contribuem para a orientação anti- Markovnikov da adição. 31 Reação de adição: hidroboração-oxidação Alcenos •O estado de transição para hidroboração requer que o átomo de “B” e o átomo de “H” se adicionem à mesma face da ligação dupla. • Formação de enanciômeros: resultado da adição do hidreto de boro pelas duas faces (acima e abaixo) do 1-metilciclo-penteno: adição sin enanciômero adição sin anti-Markovnikov 32 Reação de adição: estereoquímica da hidroboração Alcenos • Como a etapa de oxidação na síntese de alcoóis por hidroboração–oxidação ocorre com retenção de configuração, o grupo OH substitui o átomo de “B” na mesma posição onde ele se encontra no composto alquilborano (anti- Markovnikov). enanciômero enanciômero hidroboração: adição anti-Markovnikov e sin oxidação: O “B” é substituído com retenção de configuração 33 Reação de adição: hidroboração-oxidação Alcenos 34 Reação de adição: estereoquímica da hidroboração Alcenos CH3 D (1) (2) BH3, THF H2O2, OH- adição sin H CH3 D OH trialquilborano Íon peróxido intermediário instável Repetir 2 vezes Um grupo alquila migra do “B” para o átomo de “O” adjacente à medida que um íon hidróxido se afasta. o ânion −OH ataca o átomo de “B” do éster borato um ânion alcóxido se afasta do ânion borato, reduzindo a carga formal do “B” a zero. a transferência do H+ completa a formação de uma molécula de álcool. A sequência se repete até que todos os 3 grupos alcóxidos sejam liberados como alcoóis e reste o borato inorgânico 35 Reação de adição: hidroboração-oxidação Alcenos • Regiosseletividade: o resultado final da hidroboração–oxidação é um adição anti-Markovnikov de água a um alceno. • Hidroboração–oxidação: um método para a preparação de alcoóis que normalmente, não podem ser obtidos através da hidratação de alcenos catalisada por ácido ou oximercuração-desmercuração. • Reação estereoespecífica: a adição final de – H e –OH é sin. Se centros estereogênicos são formados, suas configurações dependem da estereoquímica do alceno inicial. hex-1-eno hex-1-eno hexan-2-ol hexan-1-ol (hidratação catalisada por ácido ou oximercuração−desmercuração) 36 Reação de adição: hidroboração-oxidação Alcenos a) via reação SN2 b) via reação SN1 - Assim como em todas as reações SN2, altos rendimentos dos produtos são obtidos com haletos metílicos e haletos 1ários. rápidarápidalenta 37 Métodos de obtenção: a partir de haletos de alquila Álcoois Tióis podem ser preparados via SN2 entre haletos de alquila e tiouréia como fonte de “S”. O produto sofre hidrólise básica para gerar o tiol correspondente. 1-bromohexano (haleto de alquila) 38 Métodos de obtenção: via SN2 Tióis 1-hexanotiol tiouréia haleto de alquila sal isotiourônio uréia tiol Exemplo: 39 Métodos de obtenção: a partir de aldeídos e cetonas Álcoois Reduções com NaBH4 (borohidretode sódio) (aldeído) (cetona) Butanona (R) + (S) 40 Métodos de obtenção: a partir de aldeídos e cetonas Álcoois 41 Métodos de obtenção: a partir de aldeídos e cetonas Álcoois Mecanismo das Reduções com NaBH4 (borohidreto de sódio) Reduções com LiAlH4 (hidreto de lítio e alumínio) ácido 2,2-dimetilpropanóico 2,2-dimetilpropan-1-ol (álcool neopentílico) 42 Métodos de obtenção: a partir de aldeídos e cetonas Álcoois Reduções com organometálicos Exemplo 1: Exemplo 2: formaldeído Álcool 1ário aldeído Álcool 2ário Caso 1: Caso 2: 43 Métodos de obtenção: a partir de aldeídos e cetonas Álcoois Reduções com organometálicos Caso 4: Exemplo 3: Caso 3: cetona Álcool 3ário Exemplo 4: aldeído ou cetona Álcool 44 Métodos de obtenção: a partir de aldeídos e cetonas Álcoois Mecanismo das Reduções Biológicas enzima álcooldesidrogenase Parte do NADH • álcool 1ário sofre oxidação formando aldeídos e ácidos carboxílicos. 45 Álcoois Reações: oxidação álcool primário aldeído ácido carboxílico Reagente de Jones: Cr(VI), H+, H2O – H2CrO4 ou Na2Cr2O7 Exemplos: 46 Álcoois Reações: oxidação PCC = clorocromato de piridínio álcool p-terc-butilbenzílico PDC = dicromato de piridínio p-terc-butilbenzaldeído (94%) Para formar aldeídos a partir de álcoois primários: Exemplos: 47 Álcoois Reações: mecanismo da oxidação álcool 1ário ou 2ário ácido crômico cromato de alquila cromato de alquila aldeído ou cetona • álcool 2ário sofre oxidação formando cetonas. 48 Álcoois Reações: oxidação álcool secundário cetona Reagente de Jones: Cr(VI), H+, H2O – H2CrO4 ou Na2Cr2O7 ciclo-octanol ciclo-octanona Exemplo: As reações de alcoóis também estão relacionadas com as seguintes características: � O átomo de “O” do grupo OH é nucleofílico e fracamente básico; � O átomo de “H” do grupo OH é fracamente ácido; � O grupo OH pode ser convertido em um grupo de saída e, assim, permite as reações de substituição ou eliminação. 49 Reações: Álcoois a Piridina refluxo Em cada caso o grupo OH é convertido em um grupo de saída apropriado. 50 Reações: Substituição Nucleófilica Álcoois Reagentes comuns para conversão de álcoois em haletos de alquila: • Haletos de hidrogênio (HCl, HBr e HI) • Tribrometo de fósforo (PBr3) • Cloreto de tionila (SOCl2) • Quando álcoois reagem com um haleto de hidrogênio, ocorre uma substituição produzindo um haleto de alquila e H2O. • A ordem de reatividade dos alcoóis é 3ário > 2ário > 1ário > metila; • A ordem de reatividade dos haletos de hidrogênio é HI > HBr > HCl (HF geralmente não é reativo). • A reação ocorre sob catálise ácida. 51 Álcoois Reações: Substituição Nucleofílica • Alcoóis 1ários e metanol reagem para formar haletos de alquila em condições ácidas através de um mecanismo SN2. protonação do oxigênio ataque por trás do nucleófilo - Quando HCl é usado no lugar do HBr ou HI a reação SN2 é mais lenta. Por que? - A velocidade pode ser aumentada com o uso de ZnCl2 como catalisador. 52 Álcoois Reações: Substituição Nucleofílica • Alcoóis 2ários e 3ários reagem para formar haletos de alquila através de um mecanismo SN1. Lembre-se que no mecanismo SN1 há a formação de carbocátion. protonação do átomo mais básico formação de um carbocátion reação do carbocátion com o nucleófilo Lembre-se: rearranjos podem ocorrer levando a formação de outros produtos produto de eliminação produto de substituição 53 álcool terc-butílico (2-metilpropan-2-ol) Álcoois Reações: Substituição Nucleofílica • Alcoóis podem ser convertidos em haletos de alquila pelo tratamento com haletos de hidrogênios. • Entretanto melhores rendimentos são obtidos usando PCl3, PBr3 ou SOCl2e não há formação de carbocátions. tribrometo de fósforo grupo bromofosfito etanol 54 Álcoois Reações: Substituição Nucleofílica com PBr3, PCl3 ou SOCl2 metanol grupo clorossulfito • A piridina é geralmente usada como solvente dessas reações, pois previne a liberação de HBr ou HCl, e é um nucleófilo relativamente fraco. 55 Álcoois Reações: Substituição Nucleofílica com PBr3, PCl3 ou SOCl2 • Um álcool pode sofrer uma reação de eliminação, formando um alceno pela perda de um OH e um “H” do “C” adjacente (desidratação). • A desidratação de um álcool requer um catalisador ácido e aquecimento. • H2SO4 e H3PO4 são os catalisadores ácidos mais usados. • O mecanismo para a reação de eliminação (desidratação) depende da estrutura do álcool podendo ocorrer por E1 ou E2. Facilidade relativa de desidratação álcool 3ário álcool 2 ário álcool 1ário 56 Álcoois Reações: Desidratação • Alcoóis 2ários e 3áriosdesidratam através de um mecanismo E1. Lembre-se que no mecanismo E1 há a formação de carbocátion. Lembre-se que rearranjos podem ocorrer levando a formação de um outro carbocátion mais estável. propan-2-ol protonação do átomo mais básico formação do carbocátion uma base remove um H+ de um carbono β 57 Álcoois Reações: Desidratação 3,3-dimetilbutan-2-ol carbocátion 2 ário carbocátion 3ário 3,3-dimetilbut-1-eno 3% 2,3-dimetilbut-2-eno 64% 2,3-dimetilbut-1-eno 33% Exemplo 1 Carbocátion 2ário Carbocátion 3ário Exemplo 2: 58 Álcoois Reações: Desidratação • A desidratação de um álcool 1ário ocorre via mecanismo E2. Mecanismo da desidratação (E2) protonação do átomo mais básico remoção de um H+ do carbono β ataque por trás do nucleófilo 59 Etanol Álcoois Reações: Desidratação Mecanismo da substituição (SN2) 60 • Os grupos –SH de um tiol e –OH de um álcool têm acidez (e basicidade) distintas, pois seus ácidos conjugados possuem valores de pKa diferentes; • Exemplo: RSH (pKa 10) e ROH (pKa 16-19). Assim, tióis são ácidos mais fortes que álcoois. Tióis Reações: ácido mais forte (pKa 10) base mais forte base mais fraca ácido mais fraco (pKa = 15.7) Aplicação: (íon tiolato) (íon tiolato) (tioéter) (sal sulfônio) 61 Tióis Reações: Oxidação: importante processo bioquímico ácido 6,8-dimercaptooctanóico ácido α-lipóico (78%) (coenzima) ligação dissulfeto cisteína cistina Exemplos: tiol dissulfeto oxidação redução Os alcoóis podem se desidratar para formar éteres: A desidratação ocorre a uma temperatura mais baixa do que a desidratação para produzir um alceno e também é catalisada por ácido. A formação do éter ocorre através de um mecanismo SN2 com uma molécula do álcool agindo como o nucleófilo e outra molécula protonada do álcool agindo como o substrato. eteno (alceno) dietil éter 62 Métodos de obtenção: a partir de álcoois Éteres Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 reação ácido-base na qual o álcool recebe um H+ do H2SO4. outra molécula do álcool age como um nucleófilo e ataca o álcool protonado (substrato) em uma reação SN2. novamente ocorre outra reação ácido-base convertendo o éter protonado no éter livre. 63 Métodos de obtenção: a partir de álcoois Éteres • Geralmente, as desidratações intermoleculares de álcoois secundários não são bem-sucedidas porque formam alcenos muito facilmente; • Tentativas de se preparar éteres com grupos alquila 3ários levam exclusivamente à formação de alcenos. • A desidratação intermolecular não é útil para a preparação de éteres assimétricos a partir de alcoóis 1ários porque a reação leva a uma mistura de produtos. álcool 1ário 64 Métodos de obtenção: a partir de álcoois - Limitações Éteres • A síntese de éteres de Williamson consiste em uma reação SN2 de um alcóxido de sódio com haleto de alquila, ou com sulfonatode alquila ou com sulfato de alquila. • O alcóxido pode ser preparado fazendo um álcool reagir com NaH. Mecanismo Geral alcóxido de Na ou K haleto de alquila, sulfonato de alquila ou sulfato de dialquila (substratos) éter 65 Métodos de obtenção: Síntese de Williamson Éteres álcool propílico hidreto de sódio propóxido de sódio etil propil éter (70%) Limitações da síntese de Williamson •Os melhores resultados são obtidos quando o haleto de alquila, ou sulfonato ou sulfato são primários (ou metílicos). • Se o substrato for 3ário, o resultado exclusivo é a eliminação. 66 Métodos de obtenção: Síntese de Williamson Éteres Exemplo: • Alcoóis 1ários podem ser convertidos em terc-butil éteres dissolvendo-os em um ácido forte (H2SO4) e, então adicionando isobutileno à mistura. • Um grupo terc-butila pode ser utilizado para “proteger” o grupo OH de um álcool 1ário enquanto outra reação é realizada em alguma outra parte da molécula. • O grupo protetor terc-butila pode ser removido tratando-se o éter com ácido aquoso diluído. grupo protetor 67 Métodos de obtenção: Adição de álcoois a alcenos Éteres Aplicação: preparação do 4-pentin-1-ol a partir do 3-bromopropan-1-ol e acetileto de sódio. Exemplo 1 (sem grupo protetor) Exemplo 2 (com grupo protetor) 3-bromopropan-1-ol 4-pentin-1-ol 68 Métodos de obtenção: Adição de álcoois a alcenos Éteres etino 69 • Os grupos –OR de um éter e –OH de um álcool têm aproximadamente, a mesma basicidade, pois seus ácidos conjugados possuem valores de pKa similares; • Exemplo: CH3OH (pKa=15,5) e H2O (pKa=15,7). Os dois grupos são bases fortes e grupo de saída ruins. • Álcoois e éteres não são reativos frente substituição nucleofílica. Precisam ser convertidos em uma base fraca (bons grupos de saída). • Alguns reagentes que são usados para ativar álcoois para a substituição nucleofílica (SOCl2, PCl3 ou PBr3) não podem ser usados para ativar éteres. Por que? Éteres Reações: 70 álcool éter sulfonado éter éter sulfonado protonado • Entretanto, éteres podem ser ativados por protonação (assim como os alcoóis). • Por esta razação sofrem reações de substituição nucleofílica com HBr e HI. • A reação é lenta, mas aquecimento da mistura reacional promove a reação. Éteres Reações: Substituição Nucleofílica 71 • 1ª Etapa: da clivagem de éter que usa HI ou HBr é a protonação do oxigênio. • A reação pode ocorrer pelo mecanismo SN1 ou SN2, depende da estabilidade do carbocátion formado a partir da saída do grupo de partida. protonação formação do carbocátion ataque do nucleófilo Mecanismo SN1 Éteres Reações: Substituição Nucleofílica 72 Mecanismo SN2 protonação O nucleófilo ataca o carbono menos impedido estericamente • A clivagem de éteres através de HI ou HBr ocorrerá mais rapidamente se a reação se realizar por um mecanismo SN1. • Se carbocátion for instável a reação seguirá um mecanismo SN2 e a clivagem será mais rápida com HI do que com HBr. Porque? Éteres Reações: Substituição Nucleofílica 73 • HCl concentrado não pode clivar éteres, porque? • O oxigênio da ligação éter torna os éteres básicos e reagem com doadores de H+ para formar sais de oxônio: • Éteres são normalmente usados como solvente porque são capazes de reagir somente com haletos de hidrogênio (HI e HBr). éter dietílico “éter” tetrahidrofurano “THF” tetrahidropirano “THP” 1,4-dioxano 1,2-dimetoxietano “DME” éter terc- butil metílico “MTBE” Éteres Reações: Substituição Nucleofílica
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