Química Orgânica 2 · Hidrólise e esterificação
Hidrólise ácida da benzonitrila a ácido benzoico
Condições: H2SO4, H2O, Δ
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 12 passos escritos
Protonar o nitrogênio da nitrila
O carbono da nitrila é um eletrófilo fraco demais para a água neutra, então o hidrônio (do H2SO4 em água) primeiro protona o nitrogênio sp. O íon nitrílio formado tem um carbono fortemente eletrofílico.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio da nitrila captura um próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio, liberando água.
A água se adiciona ao carbono do nitrílio
Uma molécula de água ataca o carbono do nitrílio e uma ligação π da C≡N se desloca para o nitrogênio. O novo oxigênio fica com carga positiva.
As setas curvas
- Um par isolado da água forma a nova ligação C–O com o carbono eletrofílico.
- Um par π da ligação tripla se desloca para o nitrogênio, neutralizando-o.
Desprotonar até o ácido imídico
A água do solvente remove o próton do oxigênio oxônio. O produto neutro é um ácido imídico, o tautômero da benzamida análogo a um enol.
As setas curvas
- Um par isolado da água captura o próton do oxigênio positivo.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio, formando o ácido imídico neutro.
Protonar o nitrogênio do ácido imídico
Em meio ácido, a tautomerização começa com a protonação do nitrogênio da C=N pelo hidrônio. A protonação no nitrogênio é a primeira metade da conversão à amida.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio da imina captura um próton do hidrônio.
- O par O–H do hidrônio fica no oxigênio, formando água.
Perder o próton O–H para formar benzamida
A água remove o próton O–H; esses elétrons formam a C=O enquanto o par π da C=N volta para o nitrogênio. O tautômero amida é muito mais estável que o ácido imídico porque a C=O é mais forte que a C=N.
As setas curvas
- Um par isolado da água remove o próton do grupo OH.
- O par da ligação O–H se torna a nova ligação π da C=O.
- O par π da C=N se desloca para o nitrogênio e anula sua carga positiva.
Protonar o oxigênio da benzamida
O ácido forte quente também hidrolisa a amida, então a benzamida não sobrevive. O hidrônio protona o oxigênio da amida para ativar a carbonila para uma segunda molécula de água.
As setas curvas
- O par isolado do oxigênio carbonílico captura o próton.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio, formando água.
A água se adiciona à amida protonada
Uma segunda molécula de água se adiciona ao carbono carbonílico da amida protonada.
As setas curvas
- Um par isolado da água forma a segunda ligação C–O.
- O par π da C=O se desloca para o oxigênio protonado.
Desprotonar a água adicionada
A água remove o próton extra do novo oxigênio oxônio, formando o intermediário tetraédrico neutro.
As setas curvas
- Um par isolado da água captura o próton.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio.
Protonar o nitrogênio
O hidrônio protona o nitrogênio sp³ para que ele possa sair como amônia neutra, e não como o íon amideto, um péssimo grupo abandonador.
As setas curvas
- O par isolado do nitrogênio captura o próton do hidrônio.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio, formando água.
A amônia sai
Um par isolado de um OH refaz a C=O e expulsa a amônia, formando ácido benzoico protonado.
As setas curvas
- Um par isolado do oxigênio forma a ligação π da C=O.
- A ligação C–N se rompe e o nitrogênio sai como amônia.
A amônia é protonada
A amônia captura o próton do ácido benzoico protonado. Transformar a amônia em amônio a elimina como nucleófilo e torna a hidrólise global irreversível.
As setas curvas
- O par isolado da amônia captura o próton ácido.
- O par da ligação O–H fica no oxigênio, formando ácido benzoico neutro.
Ácido benzoico e amônio
Formam-se ácido benzoico e hidrogenossulfato de amônio (ânion omitido). Duas moléculas de água foram consumidas, e o nitrogênio da nitrila termina como NH4⁺.
O que você vai praticar
Desenhe a hidrólise ácida completa da benzonitrila: adição de água ao íon nitrílio, tautomerização do ácido imídico a benzamida e hidrólise ácida da benzamida a ácido benzoico e amônio.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
Cada um dos 5349 problemas de Orgânica 1 e 2 funciona assim: feedback em cada seta, dicas quando você travar e um modo prova sem dicas. Grátis com uma conta, sem cartão.
Travou na sua própria lição?
Tire uma foto: o primeiro scan é grátis, sem cadastro
Você escaneia toda semana? Scan Standard: por cerca de problemas