Reações de Alcoóis, Fenóis e Éteres

DQOI - UFC Prof. Nunes
Reações deReações de Alcoóis,Alcoóis, FenóisFenóis
ee ÉteresÉteres
Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Departamento de Química Orgânica e Inorgânica
Química Orgânica II
Prof. Nunes
ee ÉteresÉteres
Prof. Dr. José Nunes da Silva Jr.1 Atualizado em outubro/2016
Assista a video-aula
https://www.youtube.com/watch?v=OgoRdBb2XwI

AlcoóisAlcoóis
Os alcoóisalcoóis são compostos que possuem um grupo hidroxila (OH) e são
caracterizados pela nomes que terminam em "ol":
etanol ciclopentanol
Um grande número de compostos que ocorrem naturalmente, contém o
grupogrupo hidroxilahidroxila. Alguns exemplos:
2
Grandisol
Hormônio sexual
do macho do besouro
que ataca algodão
Cloranfenicol
Antibiótico potente
contra febre tifóide
Geraniol
Isolado de rosas e gerânios
Usado em perfumes

FenóisFenóis
O fenolfenol é um tipo especial de álcool. Ele é constituído por um grupogrupo
hidroxilahidroxila ligadoligado diretamentediretamente aa umum anelanel benzênicobenzênico.
fenol
Os fenóis substituídos são extremamenteextremamente comunscomuns nana naturezanatureza e exibem
uma vasta variedade de propriedades e funções, como pode ser visto nos
exemplos seguintes.
3
Urishiols
Presentes nas folhas de
era e carvalho venenosos
Dopanima
Um neurotransmissor
que é deficiente no Mal
de Parkinson
Eugenol
Isolado a partir de
e usado em perfurmes
e como adiditivo flavorizante

Acidez da HidroxilaAcidez da Hidroxila
A acidezacidez de um composto pode ser avaliado qualitativamente através da
análise da estabilidade de sua base conjugada:
A basebase conjugadaconjugada de um álcool é chamado um alcóxidoalcóxido, e apresenta uma
carga negativa sobre o átomo de oxigênio.carga negativa sobre o átomo de oxigênio.
Uma cargacarga negativanegativa sobresobre umum átomoátomo dede oxigêniooxigênio éé maismais estávelestável do que
uma carga negativa sobre átomo de carbonocarbono ou nitrogênionitrogênio, mas é menos
estável do que uma carga negativa sobre um halogênio.
4
Estabilidade aumenta
menos
estável
mais
estável

Acidez da HidroxilaAcidez da Hidroxila
Portanto, os alcoóisalcoóis sãosão maismais ácidosácidos do que as aminas e os alcanos, mas
sãosão menosmenos ácidosácidos dodo queque osos halogenetoshalogenetos dede hidrogêniohidrogênio.
O pKapKa para a maioria dos alcoóisalcoóis cai no intervalo de 1515--1818.
5
menos
estável
mais
estável
pKa entre pKa entre pKa entre pKa entre
45 e 50 35 e 40 15 e 18 -3 e 10

Reagentes para Desprotonar um ÁlcoolReagentes para Desprotonar um Álcool
Existem duas formas mais comuns para desprotonardesprotonar umum álcoolálcool e formar
um íoníon alcóxidoalcóxido.
1)1) UmaUma basebase forteforte deve ser utilizada para desprotonar o álcool. Uma base
comumente utilizada é hidretohidreto dede sódiosódio ((NaHNaH)), porque o íoníon hidretohidreto
(H(H--)) desprotonadesprotona oo álcoolálcool e gera o gás hidrogênio (H2) que sai como
bolhas na solução.
2) Alternativamente, é muitas vezes mais prático utilizar metaismetais alcalinosalcalinos
(Li,Li, NaNa ou KK). Estes metais reagem com o álcool para liberar o gás de
hidrogênio e produzir o íoníon alcóxidoalcóxido.
6

Reações de AlcoóisReações de Alcoóis
Como já vimos anteriormente, os álcooisálcoois terciáriosterciários sofrem reaçõesreações dede
substituiçãosubstituição nucleofílicanucleofílica (SN1) quando tratados comum halogeneto de
hidrogênio (HX).
O mecanismomecanismo é visto abaixo:
7
transferência de próton saída do grupo abandonador ataque nucleofílico

Os alcoóisalcoóis primáriosprimários e secundáriossecundários serão submetidos a reaçõesreações dede
substituiçãosubstituição com uma variedade de reagentes, através de um processo
SNSN22.
1) Os álcooisálcoois primáriosprimários, por exemplo, reagem com HBrHBr.
transferência de próton
ataque nucleofílica +
saída do grupo abandonador
A hidroxila é protonada em primeiro lugar, convertendo-a em um
excelente grupo abandonador, seguido pelo mecanismo SN2.
Essa reaçãoreação funcionafunciona bembem parapara HBrHBr, masmas nãonão funcionafunciona bembem parapara HClHCl..
8

Para substituirsubstituir aa hidroxilahidroxila porpor umum átomoátomo dede clorocloro, o cloreto de zinco
(ZnCl2 ) é usado como um catalisador.
O catalisadorcatalisador éé umum ácidoácido dede LewisLewis que converte a hidroxila em um melhor
grupo abandonador.
9
Ataque nucleofílico
no ácido de Lewis
ataque nucleofílica +
saída do grupo abandonador

2) Um álcool pode ser convertido num tosilatotosilato (ou mesilatomesilato) usando o
cloreto de tosila (ou de mesila) e piridina.
A hidroxila é convertida num grupogrupo tosilatotosilato (ou(ou mesilatomesilato)) (excelentes
grupos de saída), que é susceptível a um processo SN2.
S
O
Cl S
O
ClS
O
Cl
cloreto de tosila (ToCl) cloreto de mesila (msCl)
S
O
Cl
10
grupo
abandonador
RUIM
Grupo
abandonador
BOM
piridina

3) Os álcooisálcoois primáriosprimários ee secundáriossecundários reagem com SOCISOCI22 (cloreto de
tionila) ou com PBr3, via um mecanismomecanismo SNSN22, para gerar cloretos e
brometos de aquila, respectivamente.
11

MecanismoMecanismo da reaçãoreação dodo álcoolálcool comcom SOCISOCI22 (cloreto de tionila) :
grupo
abandonador
RUIM
12
Grupo
abandonador
BOM

O mecanismo da reaçãoreação dodo álcoolálcool comcom PBrPBr33 tem características
semelhantes, incluindoincluindo aa conversãoconversão dada hidroxilahidroxila emem umum melhormelhor grupogrupo
abandonadorabandonador, seguido pelo ataque nucleofílico.
13
grupo
abandonador
RUIM
Grupo
abandonador
BOM

ExercícioExercício
Identifique os reagentes que você usaria para realizar a seguinte
transformação:
14

Oxidação de AlcoóisOxidação de Alcoóis
AlcoóisAlcoóis podem ser oxidadosoxidados, levando à formaçãoformação dede aldeídos,aldeídos, cetonascetonas ouou
ácidosácidos carboxílicoscarboxílicos.
O resultado do processo de oxidaçãooxidação
depende se o álcoolálcool dede partidapartida:
primárioprimário
secundáriosecundário
terciárioterciário
15

Consideremos em primeiro lugar a oxidaçãooxidação de um álcoolálcool primárioprimário.
α 1 2
ácido carboxílicoaldeídoálcool 1o
Note que um álcoolálcool primárioprimário tem dois prótons na posiçãoposição αα (carbono
que carrega a hidroxila).
Como resultado, os alcoóisalcoóis primáriosprimários podem ser
oxidados por duas vezes.
A primeira oxidação [O]1 produz um aldeídoaldeído, e, a seguir, a oxidação do
aldeídoaldeído [O][O]22 produz um ácidoácido carboxílicocarboxílico.
16

AlcoóisAlcoóis secundáriossecundários têm apenas um próton na posiçãoposição αα, de modo que sósó
podempodem serser oxidadosoxidados uma vez, e formar uma cetonacetona.
De um modo geral, a cetonacetona nãonão éé oxidadaoxidada.
α
ÁlcooisÁlcoois terciáriosterciários não têm nenhum próton na posiçãoposição αα e, como
resultado, geralmente nãonão sofremsofrem oxidaçãooxidação:
17
α
cetona
nenhuma reação
álcool 2o

Um grande número de reagentesreagentes são disponíveis parapara aa oxidaçãooxidação de
alcoóis primários e secundários.
O reagentereagente oxidanteoxidante mais comum é o ácidoácido crômicocrômico (H(H22CrOCrO44)),
que pode ser formado quer a partir de trióxidotrióxido dede cromocromo
(CrO(CrO33)) ou a partir de dicromatodicromato dede sódiosódio (Na(Na22CrCr22OO77)), em
solução aquosa ácida.
18
dicromato de sódio
acetona
trióxido de Cromo
ácido crômico

O mecanismo de oxidaçãooxidação com ácidoácido crômicocrômico tem duas etapas principais.
1) A primeira etapa envolve a formação de um ésteréster dede cromatocromato.
2) Na segunda etapa ocorre a formação de uma ligaçãoligação ππ C=O.
rápida e
19
éster cromato
rápida e
reversível
ácido crômico éster cromato

Quando um álcoolálcool primárioprimário é oxidado com ácidoácido crômicocrômico,
um ácidoácido carboxílicocarboxílico é obtido.
Geralmente éé difícildifícil controlarcontrolar aa reaçãoreação para produzir apenas o aldeídoaldeído.
20
álcool
aldeídoaldeído
difícil de isolar
ácido
carboxílico

Para produzirproduzir oo aldeídoaldeído como um produto final, é necessário utilizar
um reagentereagente oxidanteoxidante maismais seletivoseletivo, que
iráirá reagirreagir comcom oo álcoolálcool,,
masmas nãonão reagiráreagirá comcom oo aldeídoaldeído.
Muitos reagentes são disponíveis, incluindo clorocromatoclorocromato dede piridiniopiridinio
(PCC)(PCC),
o qual é formado a partir da reação entre a piridina, o
trióxido de crômio e ácido clorídrico.
21
piridina clorocromatopiridimio
PCC

Quando PCCPCC é usado como o agenteagente oxidanteoxidante, um aldeídoaldeído é
produzido como o produto principal.
Nessas condições, o aldeídoaldeído nãonão éé oxidadooxidado parapara oo ácidoácido carboxílicocarboxílico.
22
álcool 1o aldeído

AlcoóisAlcoóis secundáriossecundários,, sob condições oxidantes, são oxidados apenas
uma vez para formarformar cetonascetonas.
Assim, um álcoolálcool secundáriosecundário pode ser oxidado com ácido crômico ou
com PCC.
O dicromatodicromato dede sódiosódio éé maismais baratobarato,
mas o PCCPCC éé maismais brandobrando e muitas vezes éé preferidopreferido quandoquando
outrosoutros gruposgrupos funcionaisfuncionais estãoestão presentespresentes no composto.23
álcool 2o cetona

Preparações e Reações de AlcoóisPreparações e Reações de Alcoóis
24

Com base na nossa discussão até agora, podemos esperar que o fenolfenol
nãonão seriaseria facilmentefacilmente oxidadooxidado,
pois é necessária a presença de um próton na
posiçãoposição αα.
Oxidação de FenóisOxidação de Fenóis
O fenolfenol seria muito parecido com um álcoolálcool terciárioterciário.
25
Nenhum prótonNenhum próton αα
Nenhum prótonNenhum próton αα
álcool 3o
fenol

No entanto, observa-se que
o fenolfenol sofresofre oxidaçãooxidação ainda mais prontamente
que os álcooisálcoois primáriosprimários e secundáriossecundários.
Os produtosprodutos dada oxidaçãooxidação de fenóis são chamados de benzoquinonasbenzoquinonas,
Oxidação de FenóisOxidação de Fenóis
Os produtosprodutos dada oxidaçãooxidação de fenóis são chamados de benzoquinonasbenzoquinonas,
as quais são importantes, pois são rapidamente transformadas em
hidroquinonashidroquinonas.
26
benzoquinona
fenol

Oxidação de HidroquinonasOxidação de Hidroquinonas
A oxidaçãooxidação de hidroquinonas com óxidoóxido dede prataprata ou ácidoácido crômicocrômico
geram compostos dicarbonilados chamados de quinonas.
oxidaçãooxidação
27
benzoquinona
Hidroquinona p-benzoquinone (76-81%)4-metil-1,2-benzenodiol 4-metil-1,2-benzoquinone (68%)

Oxidação de Fenóis – QuinonasOxidação de Fenóis – Quinonas
Quinonas são coloridas. A p-benzoquinona, por exemplo, é amarela.
p-benzoquinona
Muitas ocorrem naturalmente e têm sido usadas como corantes. A
Alizarina é um pigmento vermelho extraído a partir de raízes de uma
planta.
28
p-benzoquinona
alizarina

Quinona – Vitamina KQuinona – Vitamina K
Outra quinona importante fisiologicamente é a vitamina K.
“K” está relacionado a coagulação (koagulation), uma vez que esta
substância foi primeiro identificada como essencial para a coagulação
normal do sangue.
A vitamina K é obtida a partir de uma dieta normal, mas grande parte da
quantidade necessária para os humanos é produzida pelas suas próprias
floras intestinais.
29
vitamina K

Acilação de FenóisAcilação de Fenóis
O anel aromático de um fenolfenol é visto como um grupo funcional rico em
elétrons e é capaz de uma variedade de reações.
Em alguns casos, entretanto, é o oxigênio da hidroxila que reage.
AgentesAgentes acilantesacilantes, tais como cloretoscloretos dede acilaacila e anidridosanidridos acéticosacéticos, podem
reagir com fenóis, seja no anel aromático (C-acilação) ou com o oxigênio dareagir com fenóis, seja no anel aromático (C-acilação) ou com o oxigênio da
hidroxilia (O-acilação).
Presença de ac. Lewis Ausência de ac. Lewis
30
Arilcetona
(C-acilação)
Ariléster
(O-acilação)
ou

Exemplo de O-acilação.
fenol cloreto de octanoíla octanoato de fenila
(95%)
ácido
clorídrico
A OO--acilaçãoacilação de fenóis com anidridos acéticos pode ser convenientemente
catalisada de duas formas:
1) Aumentando a eletrofilicidade do anidrido, adicionando-se algumas gotas
de ácido sulfúrico.
31
p-fluorofenol anidrido
acético
ácido
acético
acetato de p-fluorofenila
(81%)

2) Aumentando a nucleofilicidade do fenol,
convertendo-o em seu fenóxido
em uma solução básica.
32
resorcinol anidrido
acético
acetado de
sódio
1,3-diacetoxibezeno
(81%)

A O-aciliação e a C-acilação competem entre si.
A preferência pela O-acilação de fenóis ocorre porque estas reações
são controladascontroladas cineticamentecineticamente, isto é,
possuem um estado de transição de menor energia que
as reações de CC--alquilaçãoalquilação.
Portanto, a O-acilação é mais rápida que a C-acilação.
33
E

Todavia os isômeros C-acilados sãosão maismais estáveisestáveis, e é conhecido que o AlClAlCl33
é muito efetivo para catalisarcatalisar aa conversão de arilesteresarilesteres a arilcetonasarilcetonas (esta
isomerização é conhecida como rearranjorearranjo dede FriesFries).
Benzoato de fenila o-hidroxibenzofenona
(9%)
p-hidroxibenzofenona
(64%)
34
E
+ AlCl+ AlCl33
AlClAlCl33
Com catalisador
(9%) (64%)

Rearranjo de FriesRearranjo de Fries
Todavia os isômeros C-acilados sãosão maismais estáveisestáveis, e
é conhecido que o AlClAlCl33 é muito efetivo para catalisarcatalisar a
conversão de arilesteresarilesteres a arilcetonasarilcetonas
esta isomerização é conhecida como RearranjoRearranjo dede FriesFries).
35

36

Sugestão de leitura.
37
Tetrahedron, 67(3), 641-649, 2009.

a) Um equivalente de cloreto de acetila
velocidade
38
b) Três equivalente de cloreto de acetila
velocidadevelocidade

39
velocidade
Rearranjo de Fries do acetato de fenila (3) em várias proporções
de TfOH em acetonitrila por um hora.

Carboxilação de FenóisCarboxilação de Fenóis
O arilésterariléster mais conhecido é a ácidoácido oo--acetilsalícilicoacetilsalícilico ((AspirinaAspirina®)®)..
Ele é preparado pela acetilaçãoacetilação dada hidroxilahidroxila fenólicafenólica do ácido salicílico.
40
ácido salicílico
(ácido o-hidroxi benzóico)
anidrido acético Aspirina ®
(ácido o-acetilsalicílico)
ácido acético

Carboxilação de FenóisCarboxilação de Fenóis
O composto-chave na síntese da Aspirina®, o ácidoácido
salicílicosalicílico,
é preparado a partir do fenol por um proceso
descoberto no século XIX por um químico alemão
chamado HermannHermann KolbeKolbe.
Na síntesesíntese dede KolbeKolbe, também conhecida como reação de
KolbeKolbe––SchmittSchmitt, o fenóxido de sódio é aquecido com CO2
sob pressão, e a mistura reacional é subsequentemente
acidificada para geral o ácido salicílico.
1818-1884
41
fenóxido de sódio salicilato de sódio ácido salicílico
(79%)

Síntese de Kolbe - MecanismoSíntese de Kolbe - Mecanismo
Ativação do grupo alcóxido.
fenóxido de sódio salicilato de sódio ácido salicílico
(79%)
Ataque nucleofílico
42
fenóxido de sódio
(base mais forte)
CO2 cicloexadienona
(intermediária)
ânion salicilato
(base mais fraca)

Síntese de Kolbe - MecanismoSíntese de Kolbe - Mecanismo
A síntese de KolbeKolbe--SchmittSchmitt é um processo em equilíbrio governado por
controle termodinâmico.
A posição de equilíbrio favorecefavorece aa formaçãoformação dada basebase maismais fracafraca (íon
salicilato) emem detrimentodetrimento dada basebase maismais forteforte (íon fenóxido).
O controle termodinâmico também é responsável substituição preferencial na
posição orto sobre a posição para.
43
fenóxido de sódio
(base mais forte)
CO2 cicloexadienona
(intermediária)
ao invés deao invés de
ânion p-hidroxibenzoato
(base mais faca)
ligação de hidrogênio
intramolecular no íon salicilato

Síntese de Kolbe - AplicaçõesSíntese de Kolbe - Aplicações
A síntese de KolbeKolbe--SchmittSchmitt tem sido aplicada na preparação de outrosoutros ácidosácidos
hidroxibenzóicoshidroxibenzóicos.
ácido 2-hidroxi-5-metilbenzóico
(78%)
Fenóis que carregam grupos retiradores fortes normalmente geram produtos
carboxilados em baixo rendimentos.
Seus ânions fenóxidosfenóxidos sãosão menosmenos básicosbásicos,
e as constantesconstantes dede equilíbrioequilíbrio parapara suassuas
carboxilaçõescarboxilações sãosão menoresmenores.
44
O-
N
-O O
+
O
N
-O O
+
(78%)

Preparação de AriléteresPreparação de Ariléteres
Ariléteres são preparados pelo métodométodo dede WilliamsonWilliamson.
A alquilaçãoalquilação dodo oxigêniooxigênio dada hidroxilahidroxila dede umum fenolfenol ocorre
protamente quando um íoníon fenóxidofenóxido reage com um haletohaleto
dede alquilaalquila.
1824-19041824-1904
45
ânion
fenóxido
haleto de
aquila
alquil aril
éter
halogeneto
fenóxido de sódio iodometano anisol (95%) iodeto de sódio
acetona
calor

Desenhe a estruturas do produto formado em cada uma das seguintes
reações.
Exercícios - FenóisExercícios - Fenóis
46

Desenhe a estrutura do produto formado em cada uma das seguintes
reações.
47

Desenhe a estrutura do produto formado em cada uma das seguintes
reações.
48

A síntese da substânica analgésica fenacetina é apresentada na equação
química abaixo. Qual é a estrutura da fenacetina?
fenacetina
p-nitrofenol
49
p-nitrofenol Brometo de etila etil p-nitrofenil éter
etil p-nitrofenil éter p-etoxianilina
p-etoxianilina anidrido
acético
p-etoxiacetanilida
(fenacetina)

Identifique os compostos A, B e C na sequência sintética representada pelas
equações abaixo:
a)
b)
fenol
composto A composto B
composto A
calor
b)
c)
50
composto A
composto B
composto B
composto C
calor

Proponha uma sequência sintética para a obtenção do 3-pentadecilcatecol a
partir do
51

ÉteresÉteres
ÉteresÉteres são compostos que exibem um oxigênio ligado a dois grupos R
(alquila, arila ou vinila).
A porção éter é uma característicacaracterística comumcomum emem muitosmuitos produtosprodutos naturaisnaturais,A porção éter é uma característicacaracterística comumcomum emem muitosmuitos produtosprodutos naturaisnaturais,
como os exemplos que seguem:
52
Melatonina
hormônio que
acredita-seregular
o ciclo do sono
Morfina
analgésico opiáceo
usado para tartar
dores intensas
Vitamina E
antioxidante

ÉteresÉteres
Muitos fármacosfármacos também exibem um fragmento éteréter:
53
(R)-Fluoxetina
poderoso antidepressivo
(Prozac ®)
Tamoxifeno
inibe o crescimento
de alguns tumors de
mama.
Propanlol
usado no tratamento
de hipertensão

Preparação de ÉteresPreparação de Éteres
MétodoMétodo IndustrialIndustrial::
O dietiléterdietiléter é preparado industrialmenteindustrialmente via a desidratação do etanol,
catalisada por ácidos.
O mecanismo do processo é SNSN22.
54
transferência de H+
etanol
ataque SN2 transferência de H+
dietil éter

Preparação de Éteres - SínteseSíntese de Williamsonde WilliamsonPreparação de Éteres - SínteseSíntese de Williamsonde Williamson
ÉteresÉteres podem ser prontamente preparados via um processo de duas etapas
chamado de SínteseSíntese dede ÉterÉter dede WilliamsonWilliamson.
55
fenóxido de sódio iodometano anisol (95%) iodeto de sódio
calor
acetona
butóxido de sódio iodometano Butil etil éter (95%) iodeto
de sódio

A preparação de éteres pelo métodométodo dede WilliamsonWilliamson é mais satisfatória com:
haletohaleto dede alquilaalquila (H(H33CC--XX))
haletoshaletos dede alquilaalquila primáriosprimários (R(R--CHCH22--XX)) Mecanismo SN2
56
transferência de H+ ataque nucleofílico
Na primeira etapa, um íon
hidreto atua como uma base
e desprotona o álcool
O íon alcóxido resultante,
então, atua como um
nucleófilo e ataca o haleto
de alquila em um processo
SN2.

Uma vez que a segunda etapa é um processoprocesso SNSN22,
efeitosefeitos estéricosestéricos devemdevem serser consideradosconsiderados.
Repetindo… a reação é mais satisfatória com:
haletohaleto dede alquilaalquila (H(H33CC--XX))
haletoshaletos dede alquilaalquila primáriosprimários (R(R--CHCH22--XX))
Reações com haletoshaletos dede alquilaalquila secundáriossecundários (R(R--CHCH--R)R)
sãosão menosmenos eficienteseficientes
porqueporque aa eliminaçãoeliminação éé favorecidafavorecida sobresobre aa substituiçãosubstituição
JáJá osos haletoshaletos dede alquilaalquila terciáriosterciários nãonão podempodem serser usadosusados.
57
XX

Imaginemos que desejamos sintetizar o tercterc--butilmetilbutilmetil éteréter.
Qual das duas rotas utilizaríamos?
58

AA primeiraprimeira rotarota éé eficienteeficiente porque ela utiliza um haletohaleto dede metilametila, o qual éé umum
substratosubstrato adequadoadequado para um processo SNSN22.
AA segundasegunda rotarota nãonão funcionafunciona porque ela utilizautiliza umum haletohaleto dede alquilaalquila terciárioterciário
como substrato, o qual sofrerásofrerá eliminaçãoeliminação preferencialmentepreferencialmente ao invés de
substituição.substituição.
59

ExercitandoExercitando
Mostre os reagentes que você usaria para preparar os seguintes éteres, via
síntese de Williamson.
60

O seguinte éter ciclico pode ser preparado via uma síntese de Williamsn
intramolecular. Mostre quais reagentes você usaria para realizar a
síntese.
61

Reações de ÉteresReações de Éteres
Geralmente, osos étereséteres nãonão reagemreagem emem condiçõescondições
básicasbásicas ouou
levementelevemente ácidasácidas.
Como resultado, eleseles sãosão utilizadosutilizados comocomo solventessolventes em muitas reações.Como resultado, eleseles sãosão utilizadosutilizados comocomo solventessolventes em muitas reações.
Todavia, osos étereséteres nãonão sãosão completamentecompletamente inertesinertes.
62

Éteres – Clivagem Catalisadas por ÁcidosÉteres – Clivagem Catalisadas por Ácidos
Assim como a ligaçãoligação CC--OO dede álcooisálcoois éé clivadaclivada em reações com haletos de
hidrogênio,
álcool haleto de
hidrogênio
haleto de
alquila
água
As ligaçõesligações CC--OO dede étereséteres tambémtambém podempodem serser quebradasquebradas em reações
similares.
63
álcoolhaleto de
hidrogênio
haleto de
alquila
éter

A clivagemclivagem dede étereséteres é normalmente conduzida utilizando
excesso de haleto de hidrogênio e
calor
excesso
calor
Assim, a reação tipicamente leva a duas moléculas de haleto de alquila.
64
bromometano2-bromobutano (85%)sec-butil etil éter
calor
calor

A ordem de reatividade dos haletos de hidrogênio é
HI > HBr >> HCl.
excesso
calor
HI > HBr >> HCl.
O ácidoácido fluorídridofluorídrido (HF)(HF) nãonão éé efetivoefetivo.
65

Éteres – Clivagem Catalisadas por Ácidos
Mecanismo
Éteres – Clivagem Catalisadas por Ácidos
Mecanismo
transferência de H+ SN2
FORMAÇÃO DO PRIMEIRO HALETO DE ALQUILA
o éter é
protonado,
gerando um íon
oxônio
um íon haleto atua como
um nucleófilo e ataca o
íon oxônio, expulsando
um álcool como um
66
transferência de H+ SN2
FORMAÇÃO DO SEGUNDO HALETO DE ALQUILA
oxônio um álcool como um
grupo abandonador
O álcool é
protonado,
gerando um íon
oxônio
um íon haleto atua como
um nucleófilo e ataca o
íon oxônio, expulsando
água como um grupo
abandonador

ExercíciosExercícios
Escreva a estrutura do produto formado em cada uma das seguintes
reações:
67

Escreva a estrutura do produto formado em cada uma das seguintes
reações:
68

ExercícioExercício
Escreva o mecanismo da seguinte transformação:
tetraidrofurano 1,4-diiodobutano (65%)
69

Epóxidos - ReatividadeEpóxidos - Reatividade
EpóxidosEpóxidos têm uma significativa tensãotensão anelaranelar
alta reatividadealta reatividade
Especificamente, os epóxidosepóxidos sofrem reações em que o anelanel éé abertoaberto
70
alivia a tensãoalivia a tensão
reage com nucleófilosreage com nucleófilos
condições básicascondições básicas

Epóxidos – Reação com NucleófilosEpóxidos – Reação com Nucleófilos
Quando um epóxidoepóxido é submetido ao ataque de um nucleófilonucleófilo forteforte, um
reação de abertura de anel.
Por exemplo, considere a abertura de óxido de etileno pelo íon hidróxido.
71
transferência de H+
ataque nucleofílico
na primeira etapa,
o íon hidróxido
atua como um
nucleófilo e abre
o anel em um
processo SN2
o alcóxido
resultante é,
então, protonado
pela água

MuitosMuitos nucleófilosnucleófilos fortes podem ser utilizados para abrir um epóxido.
RMgBr = Reagente de Grignard
RR-Br + Mg RRMgBr
72

Todos estes nucleófilosnucleófilos são reagentes capazes de abrir epóxidosepóxidos. Todavia,
estas reações exibem 22 característicascaracterísticas importantesimportantes que devem ser
consideradas:
regioquímicaregioquímica
estereoquímicaestereoquímica
11)) RegioquímicaRegioquímica: quando o epóxido de partida é assimétrico, oo nucleófilonucleófilo
atacaataca nana posiçãoposição menosmenos substituídasubstituída (mecanismo SN2).
73
esta posição é menos impedida,
entao o nucleófilo ataca aqui

Abertura de Epóxidos - RegioquímicaAbertura de Epóxidos - Regioquímica
Sob condições de catálise ácidacatálise ácida, a espécie que é atacada pelo nucleófiloa espécie que é atacada pelo nucleófilo
não é o epóxidonão é o epóxido propriamente, mas seu ácido conjugadoácido conjugado.
O estado de transiçãoestado de transição para a abertura do anel tem caráter de um pseudopseudo--
carbocátioncarbocátion.
A quebraquebra dada ligaçãoligação CC--OO do anel éé maismais avançadaavançada do que a formaçãoformação dada
ligaçãoligação aoao nucleófilonucleófilo.
74

Abertura de Epóxidos - RegioquímicaAbertura de Epóxidos - Regioquímica
Diferentemente da abertura de epóxido com nucleófilosnucleófilos, onde o nucleófilonucleófilo
atacaataca nono carbonocarbono menosmenos substituídosubstituído dodo ananel...
Nucleófilos atacam aquiNucleófilos atacam aqui
SobSob catálise ácidacatálise ácida,,
nucleófilos atacam aquinucleófilos atacam aqui
75
...... aa substituiçãosubstituição éé favorecidafavorecida no carbono mais substituído (aquele queque
melhormelhor suportarsuportar oo desenvolvimentodesenvolvimento dede umauma cargacarga positivapositiva -- carátercaráter dede
carbocátioncarbocátion desenvolvido no estadoestado dede transição)transição) sobsob catálisecatálise ácidaácida..

22)) EstereoquímicaEstereoquímica: quando o ataque ocorre em um centro quiral, a
inversãoinversão dede configuraçãoconfiguração éé observadaobservada.
Note que a estereoquímica do outrooutro centrocentro quiralquiral nãonão éé afetadoafetado pelopelo
processoprocesso.
SomenteSomente oo centrocentro que está sendo atacado sofresofre umauma inversãoinversão de
configuração.
76
Ataque ocorre em um
centro de quiralidade
a configuração
foi invertida

Prediga o produto da seguinte reação e desenhe o mecanismo.
77

Epóxidos - ReaçõesEpóxidos - Reações
EpóxidosEpóxidos podem ser abertos pelo ataque de agentes nucleofílicos, tais
como os reagentes de Grignard.
reagente de
Grignard
óxido de etileno álcool primário
Mecanismo:
78
Cloreto de
benzilmagnésio
óxido de etileno 3-fenil-1-propanol (71%)
nucleófilo epóxido Íon alcóxido álcool

Prediga os produtos das seguinte reações e desenhe o mecanismo.
79

ExercicioExercicio
Escreva a estrutura do produto da reação:
2.2.3-trimetiloxirano
80

Qual produto (A, B ou C) esperaríamos ser formado quando o 1-metil-1,2-
epoxiciclopentano, de configuração absoluta mostrada, reagisse com
metanol na presença de algumas gotas de ácido sulfúrico.
MeOH/H+
Resposta
81
1-metil-1,2-epóxi
ciclopentano
Composto A Composto B Composto C
Forma protonada
do éter
Composto A

Redução de EpóxidosRedução de Epóxidos
EpóxidosEpóxidos são reduzidos a álcooisálcoois sob tratamento do hidreto de alumínio de
lítio (LiAlH4).
O hidreto é transferido para o carbono menos impedido.
82
1,2-epoxidecano 2-decanol (90%)

Exercícios - ÉteresExercícios - Éteres
Prediga o principal produto orgânico de cada uma das reações que seguem:
83

84

85

Quando o (R)-2-fenil-2-butanol é colocado em metanol contendo poucas
gotas de ácido sulfúrico, uma mistura racêmica 2-metoxi-2-fenilbutano é
formada. Sugira um mecanismo razoável para esta reação.
(R)-2-fenil-2-butanol
86
(R)-2-fenil-2-butanol

Selecione as condições reacionais que permitiriam as seguintes transformações:
87
(S)-1,2-propanodiol

Deduza as estruturas dos compostos incognitas.
Composto A Composto B
Composto C
88
etilenoglicol
dietilenoglicol

Composto A Composto B
Composto C
(A)
(B)
(C) (D)
89

Deduza as estruturas dos compostos incognitas. Mostre a estereoquímica.
90

Composto G Composto H
91
(2R,3S)-3-cloro-2-butanol trans-2,3-epoxibutano
(Composto G)

Deduza as estruturas dos compostos incognitas. Mostre a estereoquímica.
Composto I Composto J
Composto L
Composto K
92
1,2-dimetil-1,2-
epoxiciclopentano
(Composto K)

Abertura de EpóxidosAbertura de Epóxidos
NucleófiloNucleófilo forteforte CatáliseCatálise ácidaácida
93

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