Química Orgânica 2 · Hidrólise e esterificação
Hidrólise básica da butanonitrila a butanoato
Condições: NaOH, H2O, Δ (prolonged)
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 8 passos escritos
O hidróxido se adiciona ao carbono da nitrila
Sem ácido presente, o próprio hidróxido precisa atacar o carbono da nitrila, pouco eletrofílico; por isso é preciso aquecimento prolongado. Um par π da C≡N se desloca para o nitrogênio e forma um ânion imidato.
As setas curvas
- Um par isolado do hidróxido se liga ao carbono da nitrila.
- Uma ligação π da ligação tripla C≡N se desloca para o nitrogênio como par isolado.
A água protona o nitrogênio
O nitrogênio com carga negativa é básico o bastante para capturar um próton da água, formando o ácido imídico neutro e regenerando o hidróxido.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio remove um próton da água.
- O par O–H da água fica no oxigênio, formando hidróxido.
O hidróxido remove o próton O–H
O ácido imídico é o tautômero menos estável. O hidróxido remove seu próton O–H e forma um ânion deslocalizado, que divide a carga entre o oxigênio e o nitrogênio.
As setas curvas
- O hidróxido captura o próton ácido do O–H.
- Os elétrons da ligação O–H ficam no oxigênio, formando um óxido.
Protonar o nitrogênio para formar butanamida
O par isolado do óxido forma a C=O enquanto o par π da C=N captura, no nitrogênio, um próton da água. Isso completa a tautomerização à butanamida, a forma amida mais estável.
As setas curvas
- O par isolado do óxido se desloca para formar a ligação π da C=O.
- O par π da C=N forma uma nova ligação N–H com um próton da água.
- O par O–H da água fica no oxigênio, liberando hidróxido.
O hidróxido se adiciona à butanamida
Sob aquecimento prolongado, a amida não sobrevive. O hidróxido se adiciona ao carbono carbonílico da amida e forma um alcóxido tetraédrico.
As setas curvas
- Um par isolado do hidróxido forma a nova ligação C–O.
- O par π da C=O se desloca para o oxigênio.
O óxido expulsa o íon amideto
O par isolado do O⁻ refaz a C=O e expulsa o NH2⁻. Esse mau grupo abandonador só sai por causa do empurrão do óxido e é capturado de imediato.
As setas curvas
- O par isolado do óxido refaz a ligação π da carbonila.
- A ligação C–N se rompe e seus elétrons ficam no nitrogênio.
O íon amideto captura o próton ácido
O íon amideto captura o próton O–H do ácido butanoico, formando amônia e butanoato. Essa transferência de próton, muito favorável, torna a hidrólise global irreversível.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio captura o próton do ácido carboxílico.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio, formando o carboxilato.
Butanoato e amônia
Formam-se butanoato de sódio (Na⁺ omitido) e gás amônia; a amônia que escapa da solução quente é o teste clássico dessa hidrólise. Acidificar em seguida fornece ácido butanoico.
O que você vai praticar
Desenhe a hidrólise básica completa da butanonitrila: adição do hidróxido à nitrila, transferências de próton que formam a butanamida e, depois, a saponificação da butanamida a butanoato e amônia.
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